(57)【要約】【課題】  環境温度の変化と経時変化に起因した、発光素子の電流値の変動による影響を抑制する表示装置、電子機器を提供することを課題とする。【解決手段】  第１の発光素子と、第２の発光素子（モニター用発光素子に相当）と、第２の発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、入力された電位と等しい電位を出力する回路（例えば、バッファアンプに相当）とを有する。第１の発光素子の第１の電極は、回路の出力端子に接続されている。第２の発光素子の第１の電極は、回路の入力端子に接続されている。第１の発光素子の第２の電極と第２の発光素子の第２の電極は、一定の電位に保たれている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の発光素子と、前記第１の発光素子に直列に接続された第１のトランジスタと、第２の発光素子と、前記第２の発光素子に直列に接続された第２のトランジスタと、前記第２の発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、入力された電位と等しい電位を出力する回路とを有し、
前記第１の発光素子の第１の電極は、前記第１のトランジスタを介して、前記回路の出力端子に接続され、
前記第２の発光素子の第１の電極は、前記第２のトランジスタを介して、前記回路の入力端子に接続され、
前記第１の発光素子の第２の電極と前記第２の発光素子の第２の電極は、一定の電位に保たれており、
前記第１のトランジスタのチャネル長Ｌ１とチャネル幅Ｗ１と、前記第２のトランジスタのチャネル長Ｌ２とチャネル幅Ｗ２は、Ｌ１／Ｗ１：Ｌ２／Ｗ２＝１：２乃至１：１０を満たすことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
第１の発光素子と、第２の発光素子と、前記第２の発光素子に直列に接続されたトランジスタと、前記第２の発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、入力された電位と等しい電位を出力する回路とを有し、
前記第１の発光素子の第１の電極は、前記回路の出力端子に電気的に接続され、
前記第２の発光素子の第１の電極と、前記トランジスタのゲート電極と、前記トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方は、前記回路の入力端子に接続され、
前記第１の発光素子の第２の電極と前記第２の発光素子の第２の電極は、一定の電位に保たれており、
前記トランジスタのソース電極及びドレイン電極の他方は、電源に接続されることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
第１の発光素子と、第２の発光素子と、前記第２の発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、入力された電位と等しい電位を出力する回路と、前記回路の入力端子に接続された容量素子と、前記第１の発光素子の第１の電極と第５のスイッチ素子の間に設けられた第１のスイッチ素子と、前記第１の発光素子の第１の電極と電源との間に設けられた第２のスイッチ素子と、前記第２の発光素子の第１の電極と前記回路の入力端子との間に設けられた第３のスイッチ素子と、前記第２の発光素子の第１の電極と前記電源との間に設けられた第４のスイッチ素子と、前記第１のスイッチ素子と前記回路の入力端子に接続された第５のスイッチ素子とを有し、前記第１の発光素子の第２の電極と前記第２の発光素子の第２の電極は、一定の電位に保たれていることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項３において、前記第１のスイッチ素子と前記第３のスイッチ素子と前記第５のスイッチ素子を導通状態にし、前記第２のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子を非導通状態にして、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に順方向バイアスの電圧を印加する制御回路を有することを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項３において、前記第１のスイッチ素子と前記第３のスイッチ素子と前記第５のスイッチ素子を非導通状態にし、前記第２のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子を導通状態にして、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に逆方向バイアスの電圧を印加する制御回路を有することを特徴とする表示装置。
【請求項６】
第１の発光素子と、第２の発光素子と、前記第２の発光素子に直列に接続されたトランジスタと、入力された電位と等しい電位を出力する回路とを有し、
前記第１の発光素子の第１の電極は、前記回路の出力端子に電気的に接続され、
前記第２の発光素子の第１の電極と前記トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方は、前記回路の入力端子に接続され、
前記第１の発光素子の第２の電極と前記第２の発光素子の第２の電極は、一定の電位に保たれており、
前記トランジスタのゲート電極は第１の電源に接続され、
前記トランジスタのソース電極及びドレイン電極の他方は第２の電源に接続されることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項６において、前記トランジスタは飽和領域で動作することを特徴とする表示装置。
【請求項８】
第１の発光素子と、第２の発光素子と、前記第２の発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、入力された電位と等しい電位を出力する回路と、前記第２の発光素子の第１の電極と前記回路の入力端子との間に設けられた抵抗素子とを有し、
前記第１の発光素子の第１の電極は、前記回路の出力端子に電気的に接続され、
前記第１の発光素子の第２の電極と前記第２の発光素子の第２の電極は、一定の電位に保たれていることを特徴とする表示装置。
【請求項９】
第１の発光素子と、第１のトランジスタと、第２の発光素子と、前記第２の発光素子に直列に接続された第２のトランジスタと、前記第２の発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、入力された電位と等しい電位を出力する回路とを有し、
前記第１の発光素子の第１の電極は、前記回路の出力端子に電気的に接続され、
前記第２の発光素子の第１の電極は、前記回路の入力端子に接続され、
前記第１の発光素子の第２の電極と前記第２の発光素子の第２の電極は、一定の電位に保たれており、
前記第１のトランジスタのゲート電極と前記第２のトランジスタのゲート電極は、ゲート線に接続され、
前記第２のトランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方は、前記回路の入力端子に接続され、他方は電源に接続されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項において、前記回路はバッファアンプであることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項において、前記第１の発光素子の第２の電極と前記第２の発光素子の第２の電極は、一定の電位に保たれていることを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか１項において、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子は、同一の基板上に設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の前記表示装置を用いた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自発光型の発光素子を含む表示装置、テレビジョン装置に関する。
【０００２】
本発明は、自発光型の発光素子を含む表示装置を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を代表とする発光素子を含む表示装置の開発が進められ、自発光型ゆえの高画質、広視野角、薄型、軽量等の利点を活かして、幅広い利用が期待されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発光素子は、周囲の温度（以下環境温度と表記）により、その抵抗値（内部抵抗値）が変化する性質を有する。具体的には、室温を通常の温度としたとき、温度が通常よりも高くなると抵抗値が低下し、温度が通常よりも低くなると抵抗値が上昇する。このような発光素子の性質は、発光素子の電圧電流特性と温度の関係のグラフ（（図１０（Ａ）参照））に示す通りである。また、発光素子は、経時的にその電流値が減少する性質を有する。このような発光素子の性質は、発光素子の電圧電流特性と時間の関係のグラフ（（図１０（Ｂ）参照））に示す通りである。
【０００５】
上述したような発光素子が有する性質により、環境温度が変化したり、経時変化が生じたりすると、輝度にバラツキが生じてしまう。上記の実情を鑑み、本発明は、環境温度の変化と経時変化に起因した、発光素子の電流値の変動による影響を抑制する表示装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の実情を鑑み、環境温度の変化の補償機能と経時変化の補償機能（以下総称して補償機能と表記）を有する表示装置を提供する。
【０００７】
本発明の表示装置は、発光素子と、前記発光素子に直列に接続する駆動用トランジスタと、モニター用発光素子と、前記モニター用発光素子に直列に接続するリミッタ用トランジスタと、前記モニター用発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、バッファアンプとを有する。そして、前記発光素子の第１の電極は、前記駆動用トランジスタを介して、前記バッファアンプの出力端子に接続し、前記モニター用発光素子の第１の電極は、前記リミッタ用トランジスタを介して、前記バッファアンプの入力端子に接続し、前記駆動用トランジスタのチャネル長（Ｌ１）とチャネル幅（Ｗ１）と、前記リミッタ用トランジスタのチャネル長（Ｌ２）とチャネル幅（Ｗ２）は、Ｌ１／Ｗ１：Ｌ２／Ｗ２＝１：２乃至１：１０を満たすことを特徴とする。また、前記リミッタ用トランジスタは、常にオン状態であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の表示装置は、発光素子と、モニター用発光素子と、前記モニター用発光素子に直列に接続する交流用トランジスタと、前記モニター用発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、バッファアンプとを有する。そして、前記発光素子の第１の電極は、前記バッファアンプの出力端子に電気的に接続し、前記モニター用発光素子の第１の電極と、前記交流用トランジスタのゲート電極と、前記交流用トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方は、前記バッファアンプの入力端子に接続し、前記交流用トランジスタのソース電極及びドレイン電極の他方は交流用電源に接続することを特徴とする。
【０００９】
本発明の表示装置は、発光素子と、モニター用発光素子と、前記モニター用発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、バッファアンプと、前記バッファアンプの入力端子に接続する容量素子と、前記発光素子の第１の電極と前記バッファアンプの出力端子との間に設けられた第１のスイッチ素子と、前記発光素子の第１の電極と交流用電源との間に設けられた第２のスイッチ素子と、前記モニター用発光素子の第１の電極と前記バッファアンプの入力端子との間に設けられた第３のスイッチ素子と、前記モニター用発光素子の第１の電極と前記交流用電源との間に設けられた第４のスイッチ素子とを有することを特徴とする。
【００１０】
そして、前記第１のスイッチ素子と前記第３のスイッチ素子を導通状態にし、前記第２のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子を非導通状態にして、前記発光素子と前記モニター用発光素子に順方向バイアスの電圧を印加する制御回路を有することを特徴とする。また、前記第１のスイッチ素子と前記第３のスイッチ素子を非導通状態にし、前記第２のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子を導通状態にして、前記発光素子と前記モニター用発光素子に逆方向バイアスの電圧を印加する制御回路を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の表示装置は、発光素子と、モニター用発光素子と、前記モニター用発光素子に直列に接続する電流源用トランジスタと、バッファアンプとを有する。そして、前記発光素子の第１の電極は、前記バッファアンプの出力端子に電気的に接続し、前記モニター用発光素子の第１の電極と前記電流源用トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方は、前記バッファアンプの入力端子に接続し、前記電流源用トランジスタのゲート電極は第１の電源に接続し、前記電流源用トランジスタのソース電極及びドレイン電極の他方は第２の電源に接続することを特徴とする。そして、前記電流源用トランジスタは飽和領域で動作することを特徴とする。
【００１２】
本発明の表示装置は、発光素子と、モニター用発光素子と、前記モニター用発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、バッファアンプと、前記モニター用発光素子の第１の電極と前記バッファアンプの入力端子との間に設けられた抵抗素子とを有する。そして、前記発光素子の第１の電極は、前記バッファアンプの出力端子に電気的に接続することを特徴とする。
【００１３】
本発明の表示装置は、発光素子と、スイッチング用トランジスタと、モニター用発光素子と、前記モニター用発光素子に直列に接続する順バイアス用トランジスタと、前記モニター用発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、バッファアンプとを有する。そして、前記発光素子の第１の電極は、前記バッファアンプの出力端子に電気的に接続し、前記モニター用発光素子の第１の電極は、前記バッファアンプの入力端子に接続し、前記スイッチング用トランジスタのゲート電極と前記順バイアス用トランジスタのゲート電極は、ゲート線に接続し、前記順バイアス用トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方は前記バッファアンプの入力端子に接続し、他方は順バイアス用電源に接続することを特徴とする。
【００１４】
本発明の表示装置は、複数の画素を含む画素領域と、ソースドライバと、第１のゲートドライバと、第２のゲートドライバとを有し、前記複数の画素の各々は、発光素子と、画素に対するビデオ信号の入力を制御する第１のトランジスタと、前記発光素子の点灯又は非点灯を制御する第２のトランジスタと、前記ビデオ信号を保持する容量素子とを有する。そして、前記容量素子は、前記第１及び前記第２のトランジスタが含むゲート電極と同じ層に設けられた第１の導電層と、前記第１及び前記第２のトランジスタのソースドレイン配線と同じ層に設けられた第２の導電層と、前記第１の導電層と前記第２の導電層の間に設けられた絶縁層とを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明の表示装置は、複数の画素を含む画素領域と、ソースドライバと、第１のゲートドライバと、第２のゲートドライバとを有し、前記複数の画素の各々は、発光素子と、画素に対するビデオ信号の入力を制御する第１のトランジスタと、前記発光素子の点灯又は非点灯を制御する第２のトランジスタと、前記ビデオ信号を保持する容量素子とを有する。そして、前記容量素子は、前記第１及び前記第２のトランジスタのソースドレイン配線と同じ層に設けられた第１の導電層と、前記発光素子の画素電極と同じ層に設けられた第２の導電層と、前記第１の導電層と前記第２の導電層の間に設けられた絶縁層とを含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明は、表示用の白色発光素子（白色の発光を呈する発光素子）だけでなく、モニター用の白色発光素子を有する表示装置を提供する。そして、モニター用の白色発光素子を用いて、環境温度の変化と経時変化を読み取り、その結果を表示用の白色発光素子の電源電位に反映させる。
【００１７】
より具体的には、表示用の白色発光素子は定電圧駆動で動作し、モニター用の白色発光素子は定電流駆動で動作させる。定電圧駆動とは、発光素子に印加される電圧が一定のものであり、定電流駆動とは、発光素子に流れる電流が一定のものである。モニター用の白色発光素子を定電流駆動で動作させておけば、環境温度の変化と経時変化は、モニター用の白色発光素子の電位差に表れる。このような、モニター用の白色発光素子の電位差の変化を、表示用の白色発光素子の電源電位に反映させれば、環境温度の変化と経時変化を補償することができる。
【００１８】
また本発明は、白色発光素子のデューティ比は４５〜８０％であり、モニター用の白色発光素子のデューティ比は４５％〜１００％である表示装置を提供する。
【００１９】
このとき、白色発光素子のデューティ比とは、画素領域に設けられた全ての白色発光素子のデューティ比の平均値である。また、ここで、デューティ比とは、入力されるビデオ信号が全て白を表現する信号であったときであって、点灯期間と、書き込み期間などの非点灯期間と点灯期間の合計の期間との比を示したものである。
【００２０】
また本発明は、一定期間当たりの白色発光素子の総電流量が、モニター用の白色発光素子の総電流量よりも少ない表示装置を提供する。
【００２１】
このように、白色発光素子に対する負荷とモニター用の白色発光素子に対する負荷を変え、なお且つ、白色発光素子に流れる電荷量に基づいて輝度の劣化を考慮することにより、白色発光素子の電荷量と、モニター用の白色発光素子の電荷量とを対比して、白色発光素子の輝度が一定になるように補正をする定輝度駆動法を行うことができる。
【００２２】
本発明の表示装置は、白色発光素子と、白色発光素子に直列に接続する駆動用トランジスタと、モニター用白色発光素子と、モニター用白色発光素子に直列に接続するリミッタ用トランジスタと、モニター用白色発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、バッファアンプと、着色層とを有する。そして、白色発光素子の第１の電極は、駆動用トランジスタを介して、バッファアンプの出力端子に接続し、モニター用白色発光素子の第１の電極は、リミッタ用トランジスタを介して、バッファアンプの入力端子に接続し、駆動用トランジスタのチャネル長（Ｌ１）とチャネル幅（Ｗ１）と、リミッタ用トランジスタのチャネル長（Ｌ２）とチャネル幅（Ｗ２）は、Ｌ１／Ｗ１：Ｌ２／Ｗ２＝１：２乃至１：１０を満たし、白色発光素子は、着色層と重なるように設けられていることを特徴とする。また、リミッタ用トランジスタはオン状態であることを特徴とする。
【００２３】
本発明の表示装置は、白色発光素子と、モニター用白色発光素子と、モニター用白色発光素子に直列に接続する交流用トランジスタと、モニター用白色発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、バッファアンプ、着色層とを有する。そして、白色発光素子の第１の電極は、バッファアンプの出力端子に電気的に接続し、モニター用白色発光素子の第１の電極と、交流用トランジスタのゲート電極と、交流用トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方は、バッファアンプの入力端子に接続し、交流用トランジスタのソース電極及びドレイン電極の他方は交流用電源に接続し、白色発光素子は、着色層と重なるように設けられていることを特徴とする。
【００２４】
本発明の表示装置は、白色発光素子と、モニター用白色発光素子と、モニター用白色発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、バッファアンプと、着色層と、バッファアンプの入力端子に接続する容量素子と、白色発光素子の第１の電極とバッファアンプの出力端子との間に設けられた第１のスイッチ素子と、白色発光素子の第１の電極と交流用電源との間に設けられた第２のスイッチ素子と、モニター用白色発光素子の第１の電極とバッファアンプの入力端子との間に設けられた第３のスイッチ素子と、モニター用白色発光素子の第１の電極と交流用電源との間に設けられた第４のスイッチ素子とを有し、白色発光素子は、着色層と重なるように設けられていることを特徴とする。
【００２５】
そして、第１のスイッチ素子と第３のスイッチ素子を導通状態にし、第２のスイッチ素子と第４のスイッチ素子を非導通状態にして、白色発光素子とモニター用白色発光素子に順方向バイアスの電圧を印加する制御回路を有することを特徴とする。また、第１のスイッチ素子と第３のスイッチ素子を非導通状態にし、第２のスイッチ素子と第４のスイッチ素子を導通状態にして、白色発光素子とモニター用白色発光素子に逆方向バイアスの電圧を印加する制御回路を有し、白色発光素子は、着色層と重なるように設けられていることを特徴とする。
【００２６】
本発明の表示装置は、白色発光素子と、モニター用白色発光素子と、モニター用白色発光素子に直列に接続する電流源用トランジスタと、バッファアンプ、着色層とを有する。そして、白色発光素子の第１の電極は、バッファアンプの出力端子に電気的に接続し、モニター用白色発光素子の第１の電極と電流源用トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方は、バッファアンプの入力端子に接続し、電流源用トランジスタのゲート電極は第１の電源に接続し、電流源用トランジスタのソース電極及びドレイン電極の他方は第２の電源に接続し、白色発光素子は、着色層と重なるように設けられていることを特徴とする。そして、電流源用トランジスタは飽和領域で動作することを特徴とする。
【００２７】
本発明の表示装置は、白色発光素子と、モニター用白色発光素子と、モニター用白色発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、バッファアンプと、着色層と、モニター用白色発光素子の第１の電極とバッファアンプの入力端子との間に設けられた抵抗素子とを有する。そして、白色発光素子の第１の電極は、バッファアンプの出力端子に電気的に接続し、白色発光素子は、着色層と重なるように設けられていることを特徴とする。
【００２８】
本発明の表示装置は、白色発光素子と、スイッチング用トランジスタと、モニター用白色発光素子と、モニター用白色発光素子に直列に接続する順バイアス用トランジスタと、モニター用白色発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、バッファアンプと、着色層とを有する。そして、白色発光素子の第１の電極は、バッファアンプの出力端子に電気的に接続し、モニター用白色発光素子の第１の電極は、バッファアンプの入力端子に接続し、スイッチング用トランジスタのゲート電極と順バイアス用トランジスタのゲート電極は、ゲート線に接続し、順バイアス用トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方はバッファアンプの入力端子に接続し、他方は順バイアス用電源に接続し、白色発光素子は、着色層と重なるように設けられていることを特徴とする。
【００２９】
本発明の表示装置は、第１の発光素子と、第１の発光素子に直列に接続された第１のトランジスタ（駆動用トランジスタに相当）と、第２の発光素子（モニター用発光素子に相当）と、第２の発光素子に直列に接続された第２のトランジスタ（リミッタ用トランジスタに相当）と、第２の発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、入力された電位と等しい電位を出力する回路（例えば、バッファアンプ）とを有する。第１の発光素子の第１の電極は、第１のトランジスタを介して、回路の出力端子に接続されている。第２の発光素子の第１の電極は、第２のトランジスタを介して、回路の入力端子に接続されている。第１の発光素子の第２の電極と第２の発光素子の第２の電極は、一定の電位に保たれている。第１のトランジスタのチャネル長Ｌ１とチャネル幅Ｗ１と、第２のトランジスタのチャネル長Ｌ２とチャネル幅Ｗ２は、Ｌ１／Ｗ１：Ｌ２／Ｗ２＝１：２乃至１：１０を満たす。
【００３０】
本発明の表示装置は、第１の発光素子と、第２の発光素子（モニター用発光素子に相当）と、第２の発光素子に直列に接続されたトランジスタ（交流用トランジスタに相当）と、第２の発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、入力された電位と等しい電位を出力する回路（例えば、バッファアンプ）とを有する。第１の発光素子の第１の電極は、回路の出力端子に電気的に接続されている。第２の発光素子の第１の電極と、トランジスタのゲート電極と、トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方は、回路の入力端子に接続されている。第１の発光素子の第２の電極と第２の発光素子の第２の電極は、一定の電位に保たれている。トランジスタのソース電極及びドレイン電極の他方は、電源（交流用電源に相当）に接続され、一定の電位に保たれている。
【００３１】
本発明の表示装置は、第１の発光素子と、第２の発光素子（モニター用発光素子に相当）と、第２の発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、入力された電位と等しい電位を出力する回路（例えば、バッファアンプ）と、回路の入力端子に接続された容量素子とを有する。また、第１の発光素子の第１の電極と第５のスイッチ素子の間に設けられた第１のスイッチ素子と、第１の発光素子の第１の電極と電源（交流用電源に相当との間に設けられた第２のスイッチ素子と、第２の発光素子の第１の電極と回路の入力端子との間に設けられた第３のスイッチ素子と、第２の発光素子の第１の電極と電源との間に設けられた第４のスイッチ素子と、第１のスイッチ素子と回路の入力端子に接続された第５のスイッチ素子とを有し、第１の発光素子の第２の電極と第２の発光素子の第２の電極は、一定の電位に保たれていることを特徴とする。
【００３２】
上記構成の表示装置において、第１のスイッチ素子と第３のスイッチ素子と第５のスイッチ素子を導通状態にし、第２のスイッチ素子と第４のスイッチ素子を非導通状態にして、第１の発光素子と第２の発光素子に順方向バイアスの電圧を印加する、または、第１のスイッチ素子と第３のスイッチ素子と第５のスイッチ素子を非導通状態にし、第２のスイッチ素子と第４のスイッチ素子を導通状態にして、第１の発光素子と第２の発光素子に逆方向バイアスの電圧を印加する制御回路を有することを特徴とする。
【００３３】
本発明の表示装置は、第１の発光素子と、第２の発光素子（モニター用発光素子に相当）と、第２の発光素子に直列に接続されたトランジスタ（電流源用トランジスタに相当）と、入力された電位と等しい電位を出力する回路（例えば、バッファアンプ）とを有する。第１の発光素子の第１の電極は、回路の出力端子に電気的に接続されている。第２の発光素子の第１の電極とトランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方は、回路の入力端子に接続されている。第１の発光素子の第２の電極と第２の発光素子の第２の電極は、一定の電位に保たれている。トランジスタのゲート電極は第１の電源に接続され、一定の電位に保たれている。トランジスタのソース電極及びドレイン電極の他方は第２の電源に接続され、一定の電位に保たれている。また、トランジスタは飽和領域で動作することを特徴とする。
【００３４】
第１の発光素子と、第２の発光素子（モニター用発光素子に相当）と、第２の発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、入力された電位と等しい電位を出力する回路（例えば、バッファアンプ）と、第２の発光素子の第１の電極と回路の入力端子との間に設けられた抵抗素子とを有する。第１の発光素子の第１の電極は、回路の出力端子に電気的に接続されている。第１の発光素子の第２の電極と第２の発光素子の第２の電極は、一定の電位に保たれている。
【００３５】
第１の発光素子と、第１のトランジスタ（スイッチング用トランジスタに相当）と、第２の発光素子（モニター用発光素子に相当）と、第２の発光素子に直列に接続された第２のトランジスタ（駆動用トランジスタに相当）と、第２の発光素子に一定の電流を供給する定電流源と、入力された電位と等しい電位を出力する回路（例えば、バッファアンプ）とを有する。第１の発光素子の第１の電極は、回路の出力端子に電気的に接続されている。第２の発光素子の第１の電極は、回路の入力端子に接続されている。第１の発光素子の第２の電極と第２の発光素子の第２の電極は、一定の電位に保たれている。第１のトランジスタのゲート電極と第２のトランジスタのゲート電極は、ゲート線に接続されている。第２のトランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方は、回路の入力端子に接続され、他方は電源に接続され、一定の電位に保たれている。
【００３６】
本発明は、上記のいずれかの構成の表示装置を用いた電子機器を提供する。
【発明の効果】
【００３７】
上記構成を有する本発明は、環境温度の変化と経時変化に起因した、発光素子の電流値の変動による影響を抑制した表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。
（実施の形態１）
【００３９】
本発明の表示装置は、発光素子１３とモニター用発光素子６６とを有する（図１参照）。発光素子１３とモニター用発光素子６６は、同一の基板２０上に設けられている。発光素子１３とモニター用発光素子６６は、同一の作製条件により、同一の工程で作成されたものであり、環境温度の変化と経時変化に対して同じ特性又はほぼ同じ特性を有する。
【００４０】
なお、発光素子１３を第１の発光素子とよび、モニター用発光素子６６を第２の発光素子とよぶことがある。
【００４１】
また、本発明の表示装置は、定電流源１０５とバッファアンプ１１０とを有する。これらの回路は、発光素子１３とモニター用発光素子６６と共に、同一の基板２０上に設けられていてもよいし、別の基板上に設けられていてもよい。
【００４２】
基板２０上に設けられた画素領域４０には、複数の画素がマトリクス状に設けられている。複数の画素の各々は、発光素子１３と少なくとも２つのトランジスタを含み、ここでは、発光素子１３に直列に接続する駆動用トランジスタ１２のみを示す。また、基板２０上にはドライバ（ここでは第１のゲートドライバ４１、第２のゲートドライバ４２、ソースドライバ４３を図示）が設けられており、複数の画素の各々は、当該ドライバにより、点灯と非点灯やその輝度が制御される。発光素子１３が含む２つの電極のうち、一方の電極は対向電源１８に接続し、他方の電極は駆動用トランジスタ１２を介してバッファアンプ１１０の出力端子に接続する。
【００４３】
モニター用発光素子６６は、基板２０上に１つ又は複数設けられる。モニター用発光素子６６が含む２つの電極のうち、一方の電極は対向電源１８に接続し、他方の電極はリミッタ用トランジスタ１１１を介してバッファアンプ１１０の入力端子に接続する。
【００４４】
対向電源１８に接続された発光素子１３の一方の電極は、一定の電位に保たれている。同様に、対向電源１８に接続されたモニター用発光素子６６の一方の電極は、一定の電位に保たれている。
【００４５】
１つ又は複数のモニター用発光素子６６を含むモニター用回路６４は、画素領域４０内に設けてもよいし、それ以外の領域に設けてもよい。但し、モニター用回路６４は、画像の表示に影響を及ぼさないように、画素領域４０以外の領域に設けるとよい。
【００４６】
モニター用発光素子６６には定電流源１０５により一定の電流が供給される。この状態で環境温度の変化と経時変化が生じると、モニター用発光素子６６自体の抵抗値が変化する。そうすると、モニター用発光素子６６の電流値は常に一定なため、モニター用発光素子６６の両電極間の電位差が変化する。
【００４７】
上記構成の場合、モニター用発光素子６６が含む２つの電極のうち、対向電源１８に接続する側の電極の電位は変化せず、モニター用発光素子６６が含む２つの電極のうち、定電流源１０５に接続する側の電極（ここでは第１の電極とよぶ）の電位が変化する。変化したモニター用発光素子６６の第１の電極の電位は、バッファアンプ１１０に供給される。
【００４８】
バッファアンプ１１０の入力端子には、モニター用発光素子６６の一方の電極の電位が入力される。また、バッファアンプ１１０の出力端子から出力される電位は、駆動用トランジスタ１２を介して、発光素子１３の第１の電極に与えられる。
【００４９】
なお、図示する構成では、バッファアンプ１１０の反転入力端子と出力端子とが互いに接続する。また、バッファアンプ１１０の入力端子はモニター用発光素子６６の第１の電極に接続し、バッファアンプ１１０の出力端子は発光素子１３の第１の電極に接続する。
【００５０】
バッファアンプ１１０は電位の変動を防止するために設けられている。従って、バッファアンプ１１０のように、電位の変動を防止することが可能な回路ならば、当該バッファアンプ１１０ではなく、別の回路を用いてもよい。つまり、モニター用発光素子６６の一方の電極の電位を発光素子１３に伝達する際には、モニター用発光素子６６と発光素子１３の間に、電位の変動を防止するための回路を設けるが、そのような回路として、上記のバッファアンプ１１０に制約されず、どのような構成の回路を用いてもよい。
【００５１】
なお、上記のような、バッファアンプ１１０は、電位の変動を防止する回路であり、このような回路は、入力された電位と等しい電位を出力する回路、入力される電位と出力する電位が同じ電位である回路、入力される電位に対応した電位を出力する回路とよぶことができる。
【００５２】
本発明の表示装置の第１の構成は、モニター用発光素子６６に直列に接続するリミッタ用トランジスタ１１１を有する点を特徴とする（図１参照）。
【００５３】
リミッタ用トランジスタ１１１のゲート電極は電源１１２に接続する。リミッタ用トランジスタ１１１はオン状態にあり、電源１１２はリミッタ用トランジスタ１１１をオン状態にする電位を供給する。リミッタ用トランジスタ１１１のソース電極及びドレイン電極の一方はモニター用発光素子６６の第１の電極に接続し、他方はバッファアンプ１１０の入力端子に接続する。
【００５４】
リミッタ用トランジスタ１１１は、モニター用発光素子６６に電流が流れすぎないようにするために設けられており、モニター用発光素子６６の陽極と陰極に短絡部があったとしても、当該短絡部に電流が流れすぎて、モニター用発光素子６６が使用できなくなることを防止する。
【００５５】
なお、モニター用発光素子６６に電流が流れすぎないように、駆動用トランジスタ１２のチャネル長（Ｌ１）とチャネル幅（Ｗ１）と、リミッタ用トランジスタ１１１のチャネル長（Ｌ２）とチャネル幅（Ｗ２）は、Ｌ１／Ｗ１：Ｌ２／Ｗ２＝１：２乃至１：１０を満たすように設計するとよい。
【００５６】
なお、駆動用トランジスタ１２やリミット用トランジスタ１１１が、１つのトランジスタではなく、直列に接続された２つのトランジスタに相当する場合がある。そのような場合には、上記のチャネル長やチャネル幅とは、直列に接続された２つのトランジスタの各々のチャネル長、チャネル幅の合計の値に相当する。
【００５７】
また、図示する構成では、リミッタ用トランジスタ１１１の導電型はＰ型（Ｐチャネル型）であるが、本発明はこの構成に制約されず、Ｎ型（Ｎチャネル型）のトランジスタを用いてもよい。
【００５８】
また、図示する構成では、モニター用発光素子６６は、画素領域４０に設けられる発光素子１３の１列分と同じ個数だけ設けられているが、その個数は特に制約されない。少なくとも１つのモニター用発光素子６６を設ければよい。
【００５９】
次に、本発明の表示装置の第２の構成について、図１２を参照して説明する。第２の構成は、モニター用発光素子６６に直列に接続する交流用トランジスタ１１３を有する点を特徴とする。
【００６０】
交流用トランジスタ１１３のゲート電極は、スイッチ１１６を介して、バッファアンプ１１０の入力端子に接続する。また、交流用トランジスタ１１３のゲート電極は、スイッチ１１７を介して交流用の電源１１５に接続する。交流用トランジスタ１１３のソース電極及びドレイン電極の一方は交流用の電源１１４に接続し、他方はモニター用発光素子６６の第１の電極に接続する。交流用トランジスタ１１３は、モニター用発光素子６６に逆方向バイアスの電圧を印加するために設けられたものである。
【００６１】
モニター用発光素子６６に逆方向バイアスの電圧を印加する際は、スイッチ１１６をオフにして、バッファアンプ１１０とモニター用発光素子６６との間を電気的に接続しないように設定する。また、スイッチ１１７をオンにして、交流用の電源１１５の電位を交流用トランジスタ１１３に与えることで、当該交流用トランジスタ１１３をオン状態にする。そして、対向電源１８の電位と交流用の電源１１４の電位の大小関係を適宜設定する。モニター用発光素子６６に逆方向バイアスの電圧を印加することで、モニター用発光素子６６の陽極と陰極の短絡部に局所的に電流を流し、当該短絡部を絶縁化することができる。そうすると、モニター用発光素子６６の短絡部による不良を解消することができる。
【００６２】
なお、容量素子１２６は、モニター用発光素子６６に逆方向バイアスの電圧を印加する際、バッファアンプ１１０の入力端子の電位を維持するために設けられている。本発明では容量素子１２６に制約されない。容量素子１２６以外の、バッファアンプ１１０の入力端子の電位を保持することが可能な回路を用いてもよい。
【００６３】
一方、モニター用発光素子６６に順方向バイアスの電圧を印加する際は、スイッチ１１６をオンにして、スイッチ１１７をオフにする。
【００６４】
なお、図示する構成では、交流用トランジスタ１１３の導電型はＰ型であるが、本発明はこの構成に制約されず、Ｎ型でもよい。また、交流用トランジスタ１１３のゲート電極は、バッファアンプ１１０の入力端子に接続するが、本発明はこの構成に制約されない。独立した制御回路を設けて、当該制御回路により、交流用トランジスタ１１３のオン状態とオフ状態を制御してもよい。
【００６５】
上記の第２の構成は、上記の第１の構成と自由に組み合わせることができる。
【００６６】
続いて、本発明の表示装置の第３の構成について、図１３を用いて説明する。第３の構成は、バッファアンプ１１０の入力端子に接続する容量素子１２６と、発光素子１３の第１の電極とバッファアンプ１１０の出力端子との間に設けられた第１のスイッチ素子１２１と、発光素子１３の第１の電極と交流用電源１２５との間に設けられた第２のスイッチ素子１２２と、モニター用発光素子６６の第１の電極とバッファアンプ１１０の入力端子との間に設けられた第３のスイッチ素子１２３と、モニター用発光素子６６の第１の電極と交流用電源１２５との間に設けられた第４のスイッチ素子１２４と、定電流源１０５とバッファアンプ１１０の入力端子の間に設けられた第５のスイッチ素子１２８とを有する点を特徴とする。第１のスイッチ素子１２１、第２のスイッチ素子１２２、第３のスイッチ素子１２３、第４のスイッチ素子１２４、第５のスイッチ素子１２８には、トランジスタなどの公知のスイッチング機能を有する素子を用いるとよい。
【００６７】
発光素子１３とモニター用発光素子６６に逆方向バイアスの電圧を印加する際は、制御回路１２７により、第１のスイッチ素子１２１と第３のスイッチ素子１２３と第５のスイッチ素子１２８を非導通状態にし、第２のスイッチ素子１２２と第４のスイッチ素子１２４とを導通状態にする。そして、対向電源１８と交流用電源１２５の電位の大小関係を適当な関係に設定する。上述したように、発光素子１３とモニター用発光素子６６に逆方向バイアスの電圧を印加することで、短絡部を絶縁化し、当該短絡部による不良を解消することができる。
【００６８】
一方、発光素子１３とモニター用発光素子６６に順方向バイアスの電圧を印加する際は、制御回路１２７により、第１のスイッチ素子１２１と第３のスイッチ素子１２３と第５のスイッチ素子１２８を導通状態にし、第２のスイッチ素子１２２と第４のスイッチ素子１２４とを非導通状態にする。
【００６９】
なお、容量素子１２６は、発光素子１３とモニター用発光素子６６に逆方向バイアスの電圧を印加する際、バッファアンプ１１０の入力端子の電位を維持するために設けられている。本発明では容量素子１２６に制約されず、電位を保持することが可能な容量素子１２６以外の回路を用いてもよい。
【００７０】
上記の第３の構成は、上記の第１、第２の構成の一方又は両方と自由に組み合わせることができる。
【００７１】
次に、本発明の表示装置の第４の構成について、図１４を用いて説明する。第４の構成は、定電流源１０５の代わりに、電流源用トランジスタ１３４を有する点を特徴とする。
【００７２】
電流源用トランジスタ１３４は、モニター用発光素子６６に直列に接続されており、そのゲート電極は電源１３５に接続する。電流源用トランジスタ１３４のソース電極及びドレイン電極の一方はモニター用発光素子６６の第１の電極に接続し、他方は電源１３３に接続する。
【００７３】
電流源用トランジスタ１３４は、電流源として用いるために飽和領域で動作させる。従って、電源１３３、１３５の電位を適当な値に設定して、電流源用トランジスタ１３４のゲート・ソース間電圧を適宜調整する。また、電流源用トランジスタ１３４を飽和領域で動作させるために、電流源用トランジスタ１３４のチャネル長とチャネル幅の比（Ｌ／Ｗ）は２乃至１００に設定するとよい。
【００７４】
なお、図示する構成では、電流源用トランジスタ１３４の導電型はＰ型であるが、本発明はこの構成に制約されず、Ｎ型でもよい。
【００７５】
上記の第４の構成は、上記の第１乃至第３の構成から選択した１つ又は複数と自由に組み合わせることができる。
【００７６】
次に、本発明の表示装置の第５の構成について、図１５を参照して説明する。第５の構成は、バッファアンプ１１０の入力端子とモニター用発光素子６６との間に設けられた抵抗素子１４０を有する点を特徴とする。抵抗素子１４０は可変抵抗と固定抵抗のどちらでもよい。
【００７７】
抵抗素子１４０は、ある一定の期間あたり（例えば１フレーム期間あたり）のモニター用発光素子６６の総電流量と、発光素子１３の総電流量の相違を調整するために設けられる。
【００７８】
これは、定電流源１０５を用いてモニター用発光素子６６を通常に動作させた場合、当該モニター用発光素子６６のＤｕｔｙ比が１００％である一方、発光素子１３のＤｕｔｙ比は全白表示でも７０％程度であり、点灯率を考慮すると、更に低い値となるためである。つまり、通常に動作させた場合、発光素子１３とモニター用発光素子６６とを比較すると、モニター用発光素子６６の方が経時変化の進行が早くなってしまう。
【００７９】
従って、第５の構成では、抵抗素子１４０を配置して、ある瞬間でのモニター用発光素子６６の電流値を発光素子１３の電流値よりも低い値にすることで、ある一定の期間あたりの総電流量を同じにして、経時変化の進行具合を揃えることを目的とする。そうすれば、より経時変化に即した電源電位の補正を行うことができる。
【００８０】
なお、上記の第５の構成は、上記の第１乃至第４の構成から選択した１つ又は複数と自由に組み合わせることができる。
【００８１】
続いて、本発明の表示装置の第６の構成について、図１７を参照して説明する。第６の構成は、モニター用発光素子６６に直列に接続する順バイアス用トランジスタ１３２を有する点を特徴とする。順バイアス用トランジスタ１３２のゲート電極は、画素１０が含むスイッチング用トランジスタ１１と同じ行のゲート線に接続する。順バイアス用トランジスタ１３２のソース電極及びドレイン電極の一方は、モニター用発光素子６６の第１の電極に接続し、他方は順バイアス用電源１３１に接続する。順バイアス用トランジスタ１３２は、モニター用発光素子６６に順方向バイアスの電圧を印加するために設けられたものである。
【００８２】
モニター用発光素子６６に順方向バイアスの電圧を印加する際は、順バイアス用トランジスタ１３２をオン状態にして、対向電源１８の電位と順バイアス用電源１３１の電位の大小関係を適宜設定する。
【００８３】
モニター用発光素子６６に順方向バイアスの電圧を印加することで、モニター用発光素子６６の短絡部に局所的に電流を流し、該短絡部を絶縁化する。そうすると、モニター用発光素子６６の短絡部による不良を解消することができる。
【００８４】
なお、上記構成では、順バイアス用トランジスタ１３２に加えて、リミッタ用トランジスタ１１１を設けた構成となっている。また、上記の第６の構成は、上記の第１乃至第５の構成から選択した１つ又は複数と自由に組み合わせることができる。
【００８５】
上記の第１乃至第６の構成から選択した１つ又は複数を適用すれば、環境温度の変化と経時変化に合わせて、電源電位の補正を行うことができる。また、本発明によると、ユーザーによる操作を必要としないため、エンドユーザに渡った後も継続して補正を続けることで、製品としての長寿命化が見込まれる。
【００８６】
なお、カラー表示を行う場合には、発光波長帯の異なる電界発光層を画素毎に形成するとよく、典型的には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に対応した電界発光層を画素毎に形成する。このような場合は、赤、緑、青の各色に対応したモニター用発光素子６６、定電流源１０５及びバッファアンプ１１０を少なくとも設けて、各色に対応させて、電源電位の補正を行うとよい。
【００８７】
なお、上記構成の表示装置において、電源に接続された端子は、一定の電位に保たれている。例えば、電源１１２に接続されたリミッタ用トランジスタ１１２のゲート電極、交流用の電源１１４に接続された交流用のトランジスタ１１３のソース電極とドレイン電極の一方の電極、交流用の電源１１５に接続されたスイッチ素子１１７の一方の端子、交流用の電源１２５に接続されたスイッチ素子１２２の一方の端子、交流用の電源１２５に接続されたスイッチ素子１２４の一方の端子、電源１３３に接続された電流源用トランジスタ１３４のソース電極とドレイン電極の一方の電極、電源１３５に接続された電流源用トランジスタ１３４のゲート電極、電源１３１に接続された順バイアス用トランジスタ１３２のソース電極とドレイン電極の一方の電極等は、一定の電位に保たれている。
（実施の形態２）
【００８８】
本発明の表示装置の構成の一例について図面を参照して説明する。本発明の表示装置は、ソース線Ｓｘ（ｘは自然数、１≦ｘ≦ｍ）と、ゲート線Ｇｙ（ｙは自然数、１≦ｙ≦ｎ）が絶縁体を介して交差する領域に複数の素子を含む画素１０を複数有する（図２（Ａ）参照）。画素１０は、発光素子１３と、容量素子１６と、２つのトランジスタとを有する。２つのトランジスタのうち、１つは画素１０に対するビデオ信号の入力を制御するスイッチング用トランジスタ１１であり、もう１つは発光素子１３の点灯と非点灯を制御する駆動用トランジスタ１２である。スイッチング用トランジスタ１１、駆動用トランジスタ１２は電界効果型トランジスタであり、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極の３つの端子を有する。
【００８９】
スイッチング用トランジスタ１１のゲート電極はゲート線Ｇｙに接続し、ソース電極及びドレイン電極の一方はソース線Ｓｘに接続し、他方は駆動用トランジスタ１２のゲート電極に接続する。駆動用トランジスタ１２のソース電極及びドレイン電極の一方は電源線Ｖｘ（ｘは自然数、１≦ｘ≦ｍ）に接続し、他方は発光素子１３の画素電極に接続する。発光素子１３の対向電極は対向電源１８に接続する。容量素子１６は駆動用トランジスタ１２のゲート電極とソース電極の間に設けられる。
【００９０】
スイッチング用トランジスタ１１、駆動用トランジスタ１２の導電型は制約されず、Ｎ型とＰ型のどちらの導電型でもよいが、図示する構成では、スイッチング用トランジスタ１１はＮ型、駆動用トランジスタ１２はＰ型の場合を示す。電源線Ｖｘの電位と対向電源１８の電位も制約されないが、発光素子１３に順方向バイアス又は逆方向バイアスの電圧が印加されるように、互いに異なる電位に設定する。
【００９１】
上記構成を有する本発明の表示装置は、画素１０に配置するトランジスタの個数が２つである点を特徴とする。上記特徴により、１つの画素１０にレイアウトするトランジスタの個数が少なくすることができる。また１つの画素１０にレイアウトするトランジスタの個数が少ないことから、必然的に配置する配線の本数を少なくすることができるため、高開口率、高精細化、高歩留まりを実現する。また、高開口率が実現すると、光を発する面積の増加に伴って、発光素子の輝度を下げることができる。つまり、発光素子の電流密度を下げることができる。従って、駆動電圧を下げることができるため、消費電力を削減することができる。また、駆動電圧を下げることで、発光素子１３の信頼性を向上させることができる。
【００９２】
また、本発明の表示装置は、駆動用トランジスタ１２を線形領域で動作させることを特徴とする。上記特徴により、飽和領域で動作させる場合と比較すると、発光素子１３の駆動電圧を低くすることができるため、消費電力を削減することができる。
【００９３】
スイッチング用トランジスタ１１、駆動用トランジスタ１２を構成する半導体は、非晶質半導体（アモルファスシリコン）、微結晶半導体、多結晶半導体（ポリシリコン）、有機半導体等のいずれもよい。微結晶半導体は、シランガス（ＳｉＨ4）とフッ素ガス（Ｆ2）を用いて形成するか、シランガスと水素ガスを用いて形成するか、上記に挙げたガスを用いて薄膜を形成後にレーザ光の照射を行って形成するとよい。
【００９４】
スイッチング用トランジスタ１１、駆動用トランジスタ１２のゲート電極は、導電性材料により単層又は積層で形成する。例えば、タングステン（Ｗ）と窒化タングステン（ＷＮ）の積層構造や、モリブデン（Ｍｏ）とアルミニウム（Ａｌ）とＭｏの積層構造、Ｍｏと窒化モリブデン（ＭｏＮ）の積層構造を採用するとよい。
【００９５】
スイッチング用トランジスタ１１、駆動用トランジスタ１２が含む不純物領域（ソース電極とドレイン電極）に接続する導電層（ソースドレイン配線）は、導電性材料により単層又は積層で形成する。例えば、チタン（Ｔｉ）とアルミニウムシリコン（Ａｌ−Ｓｉ）とＴｉの積層構造、ＭｏとＡｌ−ＳｉとＭｏの積層構造、ＭｏＮとＡｌ−ＳｉとＭｏＮの積層構造を採用するとよい。または、アルミニウムを主成分としニッケルを含む材料、又は、アルミニウムを主成分とし、ニッケルと、炭素と珪素の一方又は両方とを含む合金材料を用いて形成するとよい。
【００９６】
次に、上記構成を有する画素１０のレイアウトを図３に示す。このレイアウトでは、スイッチング用トランジスタ１１、駆動用トランジスタ１２、容量素子１６、発光素子１３の画素電極に相当する導電層１９を示す。また、このレイアウトのＡ−Ｂ−Ｃに対応する断面構造を図２（Ｂ）に示す。ガラスや石英などの絶縁表面を有する基板２０上にスイッチング用トランジスタ１１、駆動用トランジスタ１２、発光素子１３、容量素子１６が設けられている。
【００９７】
発光素子１３は、画素電極に相当する導電層１９、電界発光層３３、対向電極に相当する導電層３４の積層体に相当する。導電層１９、３４の両者が透光性を有する場合、発光素子１３は、導電層１９に向かう方向と、導電層３４に向かう方向に光を発する。つまり発光素子１３は両面出射を行う。また、導電層１９、３４の一方が透光性を有し、他方が遮光性を有する場合、発光素子１３は導電層１９に向かう方向のみか、導電層３４に向かう方向のみに光を発する。つまり発光素子１３は上面出射又は下面出射を行う。図２（Ｂ）の構造では、発光素子１３が下面出射を行う場合の断面構造を示す。
【００９８】
容量素子１６は、駆動用トランジスタ１２のゲート電極とソース電極の間に配置され、当該駆動用トランジスタ１２のゲート・ソース間電圧を保持する。容量素子１６は、スイッチング用トランジスタ１１と駆動用トランジスタ１２のゲート電極と同じ層に設けられた導電層２２ａ、２２ｂ（以下総称して導電層２２と表記）と、駆動用トランジスタ１２のソース配線とドレイン配線に相当する導電層２６と、導電層２２と導電層２６の間の絶縁層により容量を形成する点を特徴とする。
【００９９】
また、容量素子１６は、駆動用トランジスタ１２のソースドレイン配線に相当する導電層２６と、発光素子１３の画素電極と同じ層に設けられた導電層３６と、導電層２６と導電層３６との間の絶縁層により容量を形成する点を特徴とする。なお、図３のレイアウトに示すように、導電層３５は導電層３６に接続する。導電層３５と導電層３６は、同一の配線である。
【０１００】
上記特徴により、容量素子１６は駆動用トランジスタ１２のゲート・ソース間電圧を保持するのに十分な容量値を得ることができる。また、容量素子１６は、電源線を構成する導電層の下部に設けられており、そのために、容量素子１６の配置による開口率の減少は生じない。また、容量素子１６に、スイッチング用トランジスタ１１と駆動用トランジスタ１２のゲート絶縁膜を用いていないため、ゲートリーク電流を減少させることができ、消費電力を削減することができる。
【０１０１】
また、スイッチング用トランジスタ１１、駆動用トランジスタ１２のソースドレイン配線に相当する導電層２４〜２７の厚さは、５００乃至２０００ｎｍ、好ましくは５００乃至１３００ｎｍである点を特徴とする。導電層２４〜２７は、ソース線Ｓｘや電源線Ｖｘを構成しているため、上記特徴のように、導電層２４〜２７の膜厚を厚くすることで、電圧降下による影響を抑制することができる。なお、導電層２４〜２７を厚くすると配線抵抗を小さくすることができるが、逆に、導電層２４〜２７を厚くしすぎると、パターン加工を正確に行うことが困難になったり、表面の凸凹が問題になったりする。つまり、導電層２４〜２７の厚さは、配線抵抗と、パターン加工のし易さと表面の凸凹の影響とを考慮して、上記の範囲内で決定するとよい。
【０１０２】
また、本発明の表示装置は、スイッチング用トランジスタ１１、駆動用トランジスタ１２を覆う絶縁層２８、２９（以下総称して第１の絶縁層３０と表記）と、第１の絶縁層３０上に設けられた第２の絶縁層３１とを有し、第２の絶縁層３１上に画素電極に相当する導電層１９を有する点を特徴とする。仮に、第２の絶縁層３１を設けないとすると、ソースドレイン配線に相当する導電層２４〜２７と、導電層１９とは同じ層に設けることになる。そうすると、導電層１９を設ける領域は、導電層２４〜２７を設けた領域以外に制約されてしまう。しかしながら、第２の絶縁層３１を設けることにより、導電層１９を設ける領域のマージンが広がり、高開口率を実現する。この構成は、上面出射の場合に特に有効である。高開口率を実現すると、光を発する面積の増加に伴って、駆動電圧を下げて、消費電力を削減することができる。
【０１０３】
なお第１の絶縁層３０と第２の絶縁層３１は、酸化珪素や窒化珪素等の無機材料、ポリイミドやアクリル等の有機材料等を用いて形成する。第１の絶縁層３０と第２の絶縁層３１を同じ材料で形成してもよいし、互いに異なる材料で形成してもよい。有機材料としては、シロキサン系の材料を用いればよく、例えば、シリコンと酸素との結合で骨格構造が構成される。置換基に、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。または、置換基にフルオロ基を用いてもよい。または、置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。
【０１０４】
なお、第２の絶縁層３１は、下層の凸凹を解消するため、ある程度の膜厚を稼ぐことができる有機材料で形成するとよい。そして、第２の絶縁層３１を有機材料で形成した場合の脱ガスの防止のため、第３の絶縁層３７として、バリア膜として機能する窒化物（具体的には窒化珪素）で形成するとよい。
【０１０５】
また、隔壁層（絶縁層ともよぶ）３２は、無機材料と有機材料のどちらの材料を用いて形成してもよい。但し、隔壁層３２に接するように、発光素子１３の電界発光層を設けるため、当該電界発光層にピンホールなどが生じないように、隔壁層３２はその曲率半径が連続的に変化する形状を有するとよい。また、隔壁層３２は、画素間の輪郭（境界）を明確にするために、遮光性を有する材料により形成するとよい。
【０１０６】
また、本発明の表示装置は、上述した画素１０がマトリクス状に複数配置された画素領域４０と、第１のゲートドライバ４１と、第２のゲートドライバ４２と、ソースドライバ４３とを有する（図４参照）。第１のゲートドライバ４１と第２のゲートドライバ４２は、画素領域４０を挟んで対向するように配置するか、画素領域４０の上下左右の四方のうちの一方に配置する。
【０１０７】
ソースドライバ４３は、パルス出力回路４４、ラッチ４５及び選択回路４６を有する。ラッチ４５は第１のラッチ４７と第２のラッチ４８を有する。選択回路４６は、トランジスタ４９と、アナログスイッチ５０を有する。トランジスタ４９とアナログスイッチ５０は、ソース線Ｓｘに対応して、各列に設けられる。インバータ５１は、ＷＥ信号（Ｗｒｉｔｅ  Ｅｒａｓｅ）の反転信号を生成するためのものであり、外部からＷＥ信号の反転信号を供給する場合には設けなくてもよい。
【０１０８】
トランジスタ４９のゲート電極は選択信号線５２に接続し、ソース電極及びドレイン電極の一方はソース線Ｓｘに接続し、他方は電源５３に接続する。アナログスイッチ５０は、第２のラッチ４８とソース線Ｓｘの間に設けられる。つまり、アナログスイッチ５０の入力ノードは第２のラッチ４８に接続し、出力ノードはソース線Ｓｘに接続する。アナログスイッチ５０の２つの制御ノードは、一方は選択信号線５２に接続し、他方はインバータ５１を介して選択信号線５２に接続する。電源５３の電位は、画素１０が含む駆動用トランジスタ１２をオフにする電位であり、駆動用トランジスタ１２がＮ型の場合は電源５３の電位をＬレベルとし、駆動用トランジスタ１２がＰ型の場合は電源５３の電位をＨレベルとする。
【０１０９】
第１のゲートドライバ４１はパルス出力回路５４と選択回路５５を有する。第２のゲートドライバ４２はパルス出力回路５６と選択回路５７を有する。選択回路５５、５７は、選択信号線５２に接続する。但し、第２のゲートドライバ４２が含む選択回路５７は、インバータ５８を介して選択信号線５２に接続する。つまり、選択信号線５２を介して、選択回路５５、５７に入力されるＷＥ信号は、互いに反転した関係にある。
【０１１０】
選択回路５５、５７の各々はトライステートバッファを有する。トライステートバッファの入力ノードはパルス出力回路５４又はパルス出力回路５６に接続し、制御ノードは選択信号線５２に接続する。トライステートバッファの出力ノードはゲート線Ｇｙに接続する。トライステートバッファは、選択信号線５２から伝達される信号がＨレベルのときに動作状態となり、Ｌレベルのときに不定状態となる。
【０１１１】
ソースドライバ４３が含むパルス出力回路４４、第１のゲートドライバ４１が含むパルス出力回路５４、第２のゲートドライバ４２が含むパルス出力回路５６は、複数のフリップフロップ回路からなるシフトレジスタやデコーダ回路に相当する。パルス出力回路４４、５４、５６として、デコーダ回路を適用すれば、ソース線Ｓｘ又はゲート線Ｇｙをランダムに選択することができる。ソース線Ｓｘ又はゲート線Ｇｙをランダムに選択することができると、時間階調方式を適用した場合に生じる疑似輪郭の発生を抑制することができる。
【０１１２】
なおソースドライバ４３の構成は上記の記載に制約されず、レベルシフタやバッファを設けてもよい。また、第１のゲートドライバ４１と第２のゲートドライバ４２の構成も上記の記載に制約されず、レベルシフタやバッファを設けてもよい。また、ソースドライバ４３、第１のゲートドライバ４１、第２のゲートドライバ４２内に保護回路を設けてもよい。
【０１１３】
また本発明の表示装置は、電源制御回路６３を有することを特徴とする。電源制御回路６３は、発光素子１３に電源を供給する電源回路６１と制御回路６２を有する。電源回路６１は、駆動用トランジスタ１２と電源線Ｖｘを介して発光素子１３の画素電極に接続する。また、電源回路６１が含む対向電源１８は、電源線を介して、発光素子１３の対向電極に接続する。
【０１１４】
発光素子１３に順方向バイアスの電圧を印加して、発光素子１３に電流を流して発光させるときは、電源線Ｖｘの電位が、対向電源１８の電位よりも高くなるように、電源線Ｖｘと対向電源１８の電位差を設定する。一方、発光素子１３に逆方向バイアスの電圧を印加する際は、電源線Ｖｘの電位が、対向電源１８の電位よりも低くなるように、電源線Ｖｘと対向電源１８の電位を設定する。このような電源の設定は、制御回路６２から電源回路６１に所定の信号を供給することにより行われる。
【０１１５】
本発明は、電源制御回路６３を用いて、発光素子１３に逆方向バイアスの電圧を印加することで、発光素子１３の経時劣化を抑制し、信頼性を向上させることができる。また、発光素子１３は、異物の付着や、陽極又は陰極にある微細な突起によるピンホール、電界発光層の不均一性を起因として、陽極と陰極が短絡する初期不良が生じることがある。このような初期不良が発生すると、信号に応じた点灯及び非点灯が行われず、電流のほとんどすべてが短絡部を流れて素子全体が消光する現象が生じたり、特定の画素が点灯又は非点灯しない現象が生じたりして、画像の表示が良好に行われないという問題が発生する。しかしながら、本発明の構成によると、発光素子に逆方向バイアスを印加することができるため、陽極と陰極の短絡部のみに局所的に電流を流し、該短絡部を発熱させ、その結果、短絡部を酸化又は炭化して絶縁化することができる。そのため、初期不良が生じても、その不良を解消し、画像の表示を良好に行うことができる。なお、このような初期不良の絶縁化は、表示装置の出荷前に行うとよい。また、初期不良だけでなく、時間の経過に伴い、新たに陽極と陰極の短絡が発生することがある。このような不良は進行性不良とも呼ばれるが、本発明の構成によると、定期的に発光素子に逆方向バイアスを印加することができるので、進行性不良が生じても、その不良を解消し、画像の表示を良好に行うことができる。なお、発光素子１３に逆方向バイアスの電圧を印加するタイミングには特に制約はない。
【０１１６】
また本発明の表示装置は、上述したように、モニター用発光素子６６を含むモニター用回路６４と、定電流源１０５やバッファアンプ１１０等を有するモニター制御回路６５を有することを特徴とする。モニター用回路６４やモニター制御回路６５の詳しい構成については、実施の形態１において前述した通りであるため、詳細な説明は省略する。上記構成を有する本発明は、環境温度の変化や経時変化による発光素子の電流値の変動を抑制して、信頼性を向上させることができる。
【０１１７】
なお、図１、図１７に示す構成では、モニター制御回路６５は、定電流源１０５とバッファアンプ１１０を含む回路に相当する。図１２に示す構成では、モニター制御回路６５は、定電流源１０５、バッファアンプ１１０、スイッチ１１６、１１７、容量素子１２６を含む回路に相当する。図１３に示す構成では、モニター制御回路６５は、定電流源１０５、バッファアンプ１１０、第１のスイッチ素子１２１、第２のスイッチ素子１２２、第３のスイッチ素子１２３、第４のスイッチ素子１２４、容量素子１２６、制御回路１２７、第５のスイッチ素子１２８を含む回路に相当する。図１４に示す構成では、モニター制御回路６５は、バッファアンプ１１０を含む回路に相当する。図１５に示す構成では、モニター制御回路６５は、定電流源１０５、バッファアンプ１１０、抵抗素子１４０を含む回路に相当する。
【０１１８】
次に、上記構成を有する本発明の表示装置の動作について図面を参照して説明する。まず、ソースドライバの動作について図５（Ａ）を用いて説明する。パルス出力回路４４には、クロック信号（以下ＳＣＫと表記）、クロック反転信号（以下ＳＣＫＢと表記）及びスタートパルス（以下ＳＳＰと表記）が入力され、これらの信号のタイミングに従って、第１のラッチ４７にサンプリングパルスを出力する。データが入力される第１のラッチ４７は、サンプリングパルスが入力されるタイミングに従って、１列目から最終列目までビデオ信号を保持する。第２のラッチ４８は、ラッチパルスが入力されると、第１のラッチ４７に保持されていたビデオ信号を、一斉に第２のラッチ４８に転送する。
【０１１９】
ここで、選択信号線５２から伝達されるＷＥ信号がＬレベルのときを期間Ｔ１とし、ＷＥ信号がＨレベルのときを期間Ｔ２として、各期間における選択回路４６の動作について説明する。期間Ｔ１、Ｔ２は水平走査期間の半分の期間に相当し、期間Ｔ１を第１のサブゲート選択期間、期間Ｔ２を第２のサブゲート選択期間とよぶ。
【０１２０】
期間Ｔ１（第１のサブゲート選択期間）において、選択信号線５２から伝達されるＷＥ信号はＬレベルであり、トランジスタ４９はオン状態、アナログスイッチ５０は非導通状態となる。そうすると、複数の信号線Ｓ１〜Ｓｎは、各列に配置されたトランジスタ４９を介して、電源５３と電気的に接続する。つまり、複数の信号線Ｓ１〜Ｓｎは、電源５３と同電位になる。
【０１２１】
このとき、画素１０が含むスイッチング用トランジスタ１１はオン状態であり、当該スイッチング用トランジスタ１１を介して、電源５３の電位が駆動用トランジスタ１２のゲート電極に伝達される。そうすると、駆動用トランジスタ１２はオフ状態となり、発光素子１３が含む２つの電極は同電位となる。つまり、発光素子１３が含む両電極間には電流が流れず非発光となる。このように、ビデオ線に入力されるビデオ信号の状態に関係なく、電源５３の電位が駆動用トランジスタ１２のゲート電極に伝達されて、当該駆動用トランジスタ１２がオフ状態になり、発光素子１３が含む２つの電極の電位が同電位になる動作を消去動作とよぶ。
【０１２２】
期間Ｔ２（第２のサブゲート選択期間）において、選択信号線５２から伝達されるＷＥ信号はＨレベルであり、トランジスタ４９はオフ状態、アナログスイッチ５０は導通状態となる。そうすると、第２のラッチ４８に保持されたビデオ信号は、１行分が同時に複数の信号線Ｓ１〜Ｓｎに伝達される。このとき、画素１０が含むスイッチング用トランジスタ１１はオン状態であり、当該スイッチング用トランジスタ１１を介して、ビデオ信号が駆動用トランジスタ１２のゲート電極に伝達される。そうすると、入力されたビデオ信号に従って、駆動用トランジスタ１２はオン状態又はオフ状態となり、発光素子１３が含む２つの電極は、互いに異なる電位又は同電位となる。より詳しくは、駆動用トランジスタ１２がオン状態になると、発光素子１３が含む２つの電極は互いに異なる電位となり、発光素子１３に電流が流れる。つまり、発光素子１３は発光する。なお発光素子１３に流れる電流は、駆動用トランジスタ１２のソースドレイン間に流れる電流と同じである。
【０１２３】
一方、駆動用トランジスタ１２がオフ状態になると、発光素子１３が含む２つの電極は同電位となり、発光素子１３に電流は流れない。つまり、発光素子１３は非発光となる。このように、ビデオ信号に従って、駆動用トランジスタ１２がオン状態又はオフ状態になり、発光素子１３が含む２つの電極の電位が互いに異なる電位又は同電位となる動作を書き込み動作とよぶ。
【０１２４】
次に、第１のゲートドライバ４１、第２のゲートドライバ４２の動作について説明する。パルス出力回路５４には、クロック信号（Ｇ１ＣＫ）、クロック反転信号（Ｇ１ＣＫＢ）、スタートパルス（Ｇ１ＳＰ）が入力され、これらの信号のタイミングに従って、選択回路５５に順次パルスを出力する。パルス出力回路５６には、クロック信号（Ｇ２ＣＫ）、クロック反転信号（Ｇ２ＣＫＢ）、スタートパルス（Ｇ２ＳＰ）が入力され、これらの信号のタイミングに従って、選択回路５７に順次パルスを出力する。図５（Ｂ）には、ｉ行目、ｊ行目、ｋ行目、ｐ行目（ｉ、ｊ、ｋ、ｐは自然数、１≦ｉ、ｊ、ｋ、ｐ≦ｎ）の各列の選択回路５５、５７に供給されるパルスの電位を示す。
【０１２５】
ここで、ソースドライバ４３の動作の説明と同様に、選択信号線５２から伝達されるＷＥ信号がＬレベルのときを期間Ｔ１とし、ＷＥ信号がＨレベルのときを期間Ｔ２として、各期間における第１のゲートドライバ４１が含む選択回路５５と、第２のゲートドライバ４２が含む選択回路５７の動作について説明する。なお、図５（Ｂ）のタイミングチャートでは、第１のゲートドライバ４１から信号が伝達されたゲート線Ｇｙ（ｙは自然数、１≦ｙ≦ｎ）の電位をＧｙ４１と表記し、第２のゲートドライバ４２から信号が伝達されたゲート線の電位をＧｙ４２と表記する。そして、言うまでもなく、Ｇｙ４１とＧｙ４２は、同じ配線を示す。
【０１２６】
期間Ｔ１（第１のサブゲート選択期間）において、選択信号線５２から伝達されるＷＥ信号はＬレベルである。そうすると、第１のゲートドライバ４１が含む選択回路５５には、ＬレベルのＷＥ信号が入力され、選択回路５５は不定状態となる。一方、第２のゲートドライバ４２が含む選択回路５７には、ＷＥ信号が反転したＨレベルの信号が入力され、選択回路５７は動作状態となる。つまり、選択回路５７はＨレベルの信号（行選択信号）をｉ行目のゲート線Ｇｉに伝達し、ゲート線ＧｉはＨレベルの信号と同電位となる。つまり、第２のゲートドライバ４２によりｉ行目のゲート線Ｇｉが選択される。
【０１２７】
その結果、画素１０が含むスイッチング用トランジスタ１１はオン状態となる。そして、ソースドライバ４３が含む電源５３の電位が駆動用トランジスタ１２のゲート電極に伝達され、駆動用トランジスタ１２はオフ状態となり、発光素子１３の両電極の電位は同電位となる。つまり、この期間では、発光素子１３が非発光となる消去動作が行われる。
【０１２８】
期間Ｔ２（第２のサブゲート選択期間）において、選択信号線５２から伝達されるＷＥ信号はＨレベルである。そうすると、第１のゲートドライバ４１が含む選択回路５５には、ＨレベルのＷＥ信号が入力され、選択回路５５は動作状態となる。つまり、選択回路５５はＨレベルの信号をｉ行目のゲート線Ｇｉに伝達し、ゲート線ＧｉはＨレベルの信号と同電位となる。つまり、第１のゲートドライバ４１により、ｉ行目のゲート線Ｇｉが選択される。
【０１２９】
その結果、画素１０が含むスイッチング用トランジスタ１１はオン状態となる。そして、ソースドライバ４３が含む第２のラッチ４８からビデオ信号が駆動用トランジスタ１２のゲート電極に伝達され、駆動用トランジスタ１２はオン状態又はオフ状態となり、発光素子１３が含む２つの電極の電位は、互いに異なる電位又は同電位となる。つまり、この期間では、発光素子１３は発光又は非発光となる書き込み動作が行われる。一方、第２のゲートドライバ４２が含む選択回路５７には、Ｌレベルの信号が入力され、不定状態となる。
【０１３０】
このように、ゲート線Ｇｙは、期間Ｔ１（第１のサブゲート選択期間）において第２のゲートドライバ４２により選択され、期間Ｔ２（第２のサブゲート選択期間）において第１のゲートドライバ４１により選択される。つまり、ゲート線は、第１のゲートドライバ４１と第２のゲートドライバ４２により、相補的に制御される。そして、第１及び第２のサブゲート選択期間において、一方で消去動作を行って、他方で書き込み動作を行う。
【０１３１】
なお第１のゲートドライバ４１がｉ行目のゲート線Ｇｉを選択する期間では、第２のゲートドライバ４２は動作していない状態（選択回路５７が不定状態）、又はｉ行目を除く他の行のゲート線に行選択信号を伝達する。同様に、第２のゲートドライバ４２がｉ行目のゲート線Ｇｉに行選択信号を伝達する期間は、第１のゲートドライバ４１は不定状態、又はｉ行目を除く他の行のゲート線に行選択信号を伝達する。
【０１３２】
また上記のような動作を行う本発明は、発光素子１３を強制的にオフにすることができるために、デューティ比の向上を実現する。さらに、発光素子１３を強制的にオフにすることができるにも関わらず、容量素子１６の電荷を放電するＴＦＴを設ける必要がないために、高開口率を実現する。高開口率を実現すると、光を発する面積の増加に伴って、発光素子の輝度を下げることができる。つまり、駆動電圧を下げることができるため、消費電力を削減することができる。
【０１３３】
なお、本発明は、ゲート選択期間を２分割する上記の形態に制約されない。ゲート選択期間を３つ以上に分割してもよい。
（実施の形態３）
【０１３４】
本発明の表示装置に適用することができる画素回路の例について説明する。図６（Ａ）は、図２（Ａ）に示した画素１０に、消去用トランジスタ９１と、消去用のゲート線Ｒｙを新たに設けた構成の画素回路（１つの画素が３つのＴＦＴを含む）である。消去用トランジスタ９１の配置により、強制的に発光素子１３に電流が流れない状態を作ることができるため、全ての画素１０に対する信号の書き込みを待つことなく、書き込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を開始することができる。従って、デューティ比を向上させて、動画の表示は、特に良好に行うことができる。
【０１３５】
図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示した画素１０の駆動用トランジスタ１２を削除して、新たに、トランジスタ９２、９３と、電源線Ｖａｘ（ｘは自然数、１≦ｘ≦ｌ、ｌは自然数）とを設けた画素回路（１つの画素が４つのＴＦＴを含む）である。電源線Ｖａｘは電源９４に接続する。本構成では、トランジスタ９２のゲート電極を一定の電位に保持した電源線Ｖａｘに接続することにより、トランジスタ９２のゲート電極の電位を固定にし、なおかつ飽和領域で動作させる。また、トランジスタ９３は線形領域で動作させて、そのゲート電極には、画素１０の点灯又は非点灯の情報を含むビデオ信号を入力する。線形領域で動作するトランジスタ９３のソースドレイン間電圧の値は小さいため、トランジスタ９３のゲート・ソース間電圧の僅かな変動は、発光素子１３に流れる電流値には影響を及ぼさない。従って、発光素子１３に流れる電流値は、飽和領域で動作するトランジスタ９２により決定される。上記構成を有する本発明は、トランジスタ９２の特性バラツキに起因した発光素子１３の輝度ムラを改善して画質を高めることができる。
【０１３６】
また、上記以外の画素回路として、図２（Ａ）の画素１０において、スイッチング用トランジスタ１１を削除した画素回路（１つの画素回路が１つのＴＦＴを含む）を適用してもよい。この場合、パッシブマトリクス型のディスプレイと同じ動作を行う。
【０１３７】
また、上記以外の画素回路として、カレントミラー回路を適用した画素回路を用いてもよい。
【０１３８】
また、本発明の表示装置には、アナログのビデオ信号、ディジタルのビデオ信号のどちらを用いてもよい。但し、ディジタルのビデオ信号を用いる場合、そのビデオ信号が電圧を用いているのか、電流を用いているのかで異なる。つまり、発光素子の発光時において、画素に入力されるビデオ信号は、定電圧のものと、定電流のものがある。ビデオ信号が定電圧のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある。ビデオ信号が定電流のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある。この発光素子に印加される電圧が一定のものは定電圧駆動であり、発光素子に流れる電流が一定のものは定電流駆動である。定電流駆動は、発光素子の抵抗変化によらず、一定の電流が流れる。本発明の表示装置には、定電流駆動を行うものと、定電圧駆動を行うもののどちらを用いてもよい。但し、本発明の表示装置には、電圧のビデオ信号を用いることが好ましい。
【０１３９】
また、電界発光層には、一重項励起からの発光を呈する材料（以下一重項励起発光材料と表記）や、三重項励起からの発光を呈する材料（以下三重項励起発光材料と表記）を用いる。例えば、赤色に発光する発光素子、緑色に発光する発光素子及び青色に発光する発光素子のうち、輝度半減時間が比較的短い赤色のものを三重項励起発光材料で形成し、他のものを一重項励起発光材料で形成する。三重項励起発光材料は発光効率が良いので、同じ輝度を得るのに消費電力が少なくて済むという利点がある。
【０１４０】
また、赤色のものと緑色のものとを三重項励起発光材料で形成し、青色のものを一重項励起発光材料で形成しても良い。人間の視感度が高い緑色の発光素子も三重項励起発光材料で形成することで、さらなる低消費電力化を図ることができる。なお三重項励起発光材料の一例としては、金属錯体をドーパントとして用いたものがあり、第三遷移系列元素である白金を中心金属とする金属錯体、インジウムを中心金属とする金属錯体などがある。また、電界発光層には、低分子材料、中分子材料、高分子材料のいずれの材料を用いてもよい。
【０１４１】
発光素子は、下から陽極、電界発光層、陰極を順に積層する順積み構造や、下から陰極、電界発光層、陽極を順に積層する逆積み構造のどちらを用いてもよい。発光素子が含む陽極又は陰極には、透光性を有するインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や、ＩＴＯに酸化珪素が添加された材料、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、ガリウム（Ｇａ）をドープした酸化亜鉛（ＧＺＯ）などを用いるとよい。
【０１４２】
また、発光素子は、陽極、電界発光層、電荷発生層、・・・、電界発光層、電荷発生層、・・・、電界発光層、陰極というように、陽極と陰極の間に電界発光層と電荷発生層を積層した構造でもよい。このような素子はタンデム素子ともよばれる。電荷発生層は、金属、酸化モリブデン等の無機半導体、リチウムをドープした有機化合物などからなる。
【０１４３】
また、発光素子を含むパネルを用いてカラー表示を行う場合、発光波長帯の異なる電界発光層を画素毎に設けるとよく、典型的には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に対応した電界発光層を設けるとよい。この場合、赤、緑、青の各色に対応したモニター用発光素子６６を設けて、各色毎に電源電位を補正するとよい。この場合、発光素子の光の出射側に、その発光波長帯の光を透過するフィルター（着色層）を設けた構成とすると、色純度の向上や、画素部の鏡面化（映り込み）の防止を図ることができる。また、フィルターを設けると、従来必要であるとされていた円偏光板等を省略することが可能となり、電界発光層から出射する光の損失を無くすことができる。さらに、斜方から画素領域を見た場合に起こる色調の変化を低減することができる。
【０１４４】
また、電界発光層は単色又は白色の発光を呈する構成とすることができる。白色発光材料を用いる場合には、発光素子の光の出射側に特定の波長の光を透過するフィルターを設けた構成とすれば、カラー表示を行うことができる。
（実施の形態４）
【０１４５】
発光素子の経時変化の進行の度合いは、初期に大きく、時間と共に段々少なくなっていく。従って、発光素子を用いた表示装置では、発光素子の輝度調整前（例えば表示装置の出荷前）に、全ての発光素子の初期の経時変化を生じさせてしまう初期エージング処理を行うとよい。
【０１４６】
このような初期エージング処理を行って、発光素子の初期の急減な経時変化を予め生じさせておけば、その後、経時変化が急激に進行することはないため、経時変化を起因とした焼き付きなどの現象を軽減することができる。
【０１４７】
なお、初期エージング処理は、発光素子をある期間だけ点灯させることで行うが、好ましくは、通常の使用時よりも高い電圧をかけるとよい。そうすれば、初期の経時変化が短時間で生じるため、この初期エージング処理を早く終えることができる。
【０１４８】
また、本発明の表示装置を充電式の蓄電器を用いて動作させる場合には、表示装置の使用状態ではない充電中に、全ての画素を点灯又は点滅させる処理、標準画像（例えば待ち受け画像など）の明暗を反転させた画像を表示する処理、ビデオ信号をサンプリングすることにより、点灯頻度の低い画素を検出して、当該画素を点灯又は点滅させる処理などを行うとよい。上記のように、使用状態ではないときに、焼き付きの低減を目的として行う上記の処理は、フラッシュアウト処理とよぶ。このフラッシュアウト処理を行えば、当該処理後に、焼き付きが生じたとしても、その焼き付いた画像の一番明るい箇所と、一番暗い箇所との差を５階調以下、さらに好ましくは１階調以下に設定することができる。また、焼き付きを軽減するためには、上記の処理以外に、画像をなるべく固定化しないようにするとよい。
（実施の形態５）
【０１４９】
本発明の表示装置の一形態である、画素領域４０と、第１のゲートドライバ４１と、第２のゲートドライバ４２と、ソースドライバ４３とを搭載したパネルについて説明する。基板２０上には、発光素子１３を含む画素を複数有する画素領域４０、第１のゲートドライバ４１、第２のゲートドライバ４２、ソースドライバ４３及び接続フィルム４０７が設けられる（図７（Ａ）参照）。接続フィルム４０７は外部回路（ＩＣチップ）と接続する。
【０１５０】
図７（Ｂ）はパネルのＡ−Ｂにおける断面図を示し、画素領域４０に設けられた駆動用トランジスタ１２と発光素子１３と容量素子１６と、ソースドライバ４３に設けられたＣＭＯＳ回路４１０を示す。
【０１５１】
画素領域４０と第１のゲートドライバ４１、第２のゲートドライバ４２及びソースドライバ４３の周囲にはシール材４０８が設けられ、発光素子１３は、該シール材４０８と対向基板４０６により封止される。この封止処理は、発光素子１３を水分から保護するための処理であり、ここではカバー材（ガラス、セラミックス、プラスチック、金属等からなる）により封止する方法を用いるが、熱硬化性樹脂や紫外光硬化性樹脂を用いて封止する方法、金属酸化物や窒化物等のバリア能力が高い薄膜により封止する方法を用いてもよい。基板２０上に形成される素子は、非晶質半導体に比べて移動度等の特性が良好な結晶質半導体（ポリシリコン）により形成することが好適であり、そうすると、同一表面上におけるモノリシック化が実現される。上記構成を有するパネルは、接続する外部ＩＣの個数が減少するため、小型・軽量・薄型が実現される。
【０１５２】
また、図１８はパネルのＣ−Ｄにおける断面図を示し、画素領域４０に設けられた駆動用トランジスタ１２と発光素子１３と容量素子１６と、第１のゲートドライバ４１に設けられたＣＭＯＳ回路４１２、第２のゲートドライバ４２に設けられたＣＭＯＳ回路４１１を示す。図示するパネルでは、第１のゲートドライバ４１と第２のゲートドライバ４２と重なるようにシール材４０８が設けられている点を特徴とする。上記特徴により、狭額縁化を実現する。
【０１５３】
なお上記の図７、１８に示す構成では、発光素子１３の画素電極は透光性を有し、発光素子１３の対向電極は遮光性を有する。従って、発光素子１３は下面出射を行う。
【０１５４】
また上記とは異なる構成として、発光素子１３の画素電極は遮光性を有し、発光素子１３の対向電極は透光性を有する場合がある（図８（Ａ）参照）。この場合、発光素子１３は上面出射を行う。
【０１５５】
また上記とは異なる構成として、発光素子１３の画素電極と、発光素子１３の対向電極の両者が透光性を有する場合がある（図８（Ｂ）参照）。この場合、発光素子１３は両面出射を行う。
【０１５６】
下面出射と両面出射を行う場合は、駆動用トランジスタ１２が含む不純物領域に接続する導電層（ソースドレイン配線）は、アルミニウム（Ａｌ）と、モリブデン（Ｍｏ）等の反射率の低い材料とを組み合わせたもので形成するとよい。具体的には、ＭｏとＡｌ−ＳｉとＭｏの積層構造、ＭｏＮとＡｌ−ＳｉとＭｏＮ等の積層構造を採用するとよい。そうすれば、発光素子から発せられた光がソースドレイン配線に反射することを防止することができ、光を外部に取り出すことができる。本発明の表示装置には、下面出射、上面出射、両面出射のいずれの構成を採用してもよい。
【０１５７】
なお、画素領域４０は絶縁表面上に形成された非晶質半導体（アモルファスシリコン）をチャネル部としたＴＦＴにより構成し、第１のゲートドライバ４１、第２のゲートドライバ４２及びソースドライバ４３はＩＣチップにより構成してもよい。ＩＣチップは、ＣＯＧ方式により基板２０上に貼り合わせたり、基板２０に接続する接続フィルム４０７に貼り合わせたりしてもよい。非晶質半導体は、ＣＶＤ法を用いることで、大面積の基板に簡単に形成することができ、かつ結晶化の工程が不要であることから、安価なパネルの提供を可能とする。また、この際、インクジェット法に代表される液滴吐出法により導電層を形成すると、より安価なパネルの提供を可能とする。
（実施の形態６）
発光素子を含む画素領域を備えた電子機器として、テレビジョン装置（単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話装置（単に携帯電話機、携帯電話ともよぶ）、ＰＤＡ等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュータ用のモニター、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。その具体例について、図９を参照して説明する。
【０１５８】
携帯情報端末は、本体９２０１、表示部９２０２等を含んでいる（図９（Ａ）参照）。表示部９２０２は、実施の形態１〜５で示すものを適用することができる。モニター用発光素子を用いて発光素子に与える電源電位を補正する本発明により、環境温度の変化と経時変化に起因した、発光素子の電流値の変動による影響を抑制した表示装置を提供することができる。
【０１５９】
デジタルビデオカメラは、表示部９７０１、表示部９７０２等を含んでいる（図９（Ｂ）参照）。表示部９７０１は、実施の形態１〜５で示すものを適用することができる。モニター用発光素子を用いて発光素子に与える電源電位を補正する本発明により、環境温度の変化と経時変化に起因した、発光素子の電流値の変動による影響を抑制した表示装置を提供することができる。
【０１６０】
携帯端末は、本体９１０１、表示部９１０２等を含んでいる（図９（Ｃ）参照）。表示部９１０２は、実施の形態１〜５で示すものを適用することができる。モニター用発光素子を用いて発光素子に与える電源電位を補正する本発明により、環境温度の変化と経時変化に起因した、発光素子の電流値の変動による影響を抑制した表示装置を提供することができる。
【０１６１】
携帯型のテレビジョン装置は、本体９３０１、表示部９３０２等を含んでいる（図９（Ｄ）参照）。表示部９３０２は、実施の形態１〜５で示すものを適用することができる。モニター用発光素子を用いて発光素子に与える電源電位を補正する本発明により、環境温度の変化と経時変化に起因した、発光素子の電流値の変動による影響を抑制した表示装置を提供することができる。このようなテレビジョン装置は携帯電話などの携帯端末に搭載する小型のものから、持ち運びをすることができる中型のもの、また、大型のもの（例えば４０インチ以上）まで、幅広く適用することができる。
【０１６２】
携帯型のコンピュータは、本体９４０１、表示部９４０２等を含んでいる（図９（Ｅ）参照）。表示部９４０２は、実施の形態１〜５で示すものを適用することができる。モニター用発光素子を用いて発光素子に与える電源電位を補正する本発明により、環境温度の変化と経時変化に起因した、発光素子の電流値の変動による影響を抑制した表示装置を提供することができる。
【０１６３】
テレビジョン装置は、本体９５０１、表示部９５０２等を含んでいる（図９（Ｆ）参照）。表示部９５０２は、実施の形態１〜５で示すものを適用することができる。モニター用発光素子を用いて発光素子に与える電源電位を補正する本発明により、環境温度の変化と経時変化に起因した、発光素子の電流値の変動による影響を抑制した表示装置を提供することができる。
【０１６４】
上記に挙げた電子機器において、二次電池を用いているものは、消費電力を削減した分、電子機器の使用時間を長持ちさせることができ、二次電池を充電する手間を省くことができる。
（実施の形態７）
【０１６５】
カラー表示を行う表示装置の断面構造について図面を参照して説明する。より詳しくは、白色の発光を呈する白色発光素子と、着色層とを用いた表示装置の断面構造について説明する。以下には、隣接する３つの画素の断面構造を示す。
【０１６６】
基板２０上には、駆動用トランジスタ１２、白色の発光を呈する発光素子１３（以下白色発光素子１３と表記）、容量素子１６が設けられている（図２２参照）。白色発光素子１３は上面出射を行う。また、隔壁層３２が設けられており、当該隔壁層３２は、遮光性を有する。遮光性を有する隔壁層３２は、カーボン粒子、金属粒子、顔料や着色料等を添加して撹拌した後、必要に応じて濾過を行い、その後、スピンコート法で形成する。なお、有機材料にカーボン粒子や金属粒子を添加する際は、均一に混合されるように、界面活性剤や分散剤などを添加してもよい。
【０１６７】
対向基板４０６上には、着色層７１１〜７１３が設けられており、当該着色層７１１〜７１３は、典型的には、赤、緑又は青に対応する。
【０１６８】
基板２０と対向基板４０６を貼り合わせる際、白色発光素子１３は、着色層７１１〜７１３と重なるように設けられる。より詳しくは、白色発光素子１３の光の出射側と、着色層７１１〜７１３とが向かい合うように設けられる。上記構成により、白色発光素子１３から発せられる白色の光は、赤、緑又は青に変化するため、カラー表示を行う表示装置を提供することができる。
【０１６９】
次に、白色発光素子１３が下面出射を行う場合の構成について図２３を用いて説明する。このような場合、図示するように、層間絶縁層として、着色層７１４〜７１６を設ける。なお、基板２０と、駆動用トランジスタ１２や容量素子１６との間に着色層を設けてもよいが、その場合には、駆動用トランジスタ１２の活性層に多結晶半導体を用いず、非晶質半導体を用いるとよい。そうすれば、多結晶半導体の作製工程における加熱処理工程に起因した着色層の損傷を防止することができる。これは、着色層の耐熱性が悪いことによる。
【０１７０】
次に、白色発光素子１３が両面出射を行う場合の構成について図２４を用いて説明する。図示する構成は、図２２の構成と図２３の構成を組み合わせた構成となっており、白色発光素子１３が両面に発光するため、白色発光素子１３を挟むように、着色層７１１〜７１６が設けられている。
【０１７１】
なお、発光素子が含む電界発光層は、蒸着法、スピンコート法、インクジェット法などを用いて形成するが、発光波長帯の異なる電界発光層を作り分ける場合、上記の方法の作り分けの精度があまり良くないために、異なる画素間の間隔を広く設計する必要や、土手の間隔を広く設計する必要がある。しかしながら、上記の構成のように、白色発光素子を用いる場合は、電界発光層を作り分ける必要がないために、画素の間隔や土手の間隔を広くする必要がなく、高精細化を実現することができるという利点が生ずる。また、カラーフィルタは、液晶表示装置において用いられているために、新たに技術開発する必要がなく、液晶表示装置の技術を活用することができる。
【０１７２】
また、画素間の隔壁層３２の横方向の幅は、その下部に設けられた配線を隠すことができる幅であればよく、具体的には７．５μｍ乃至２７．５μｍ、好ましくは１０μｍ乃至２５μｍとなるように設計するとよい（図２５参照）。このように、隔壁層３２の幅を狭くすることで、高開口率を実現する。高開口率を実現すると、光を発する面積の増加に伴って、駆動電圧を下げて、消費電力を削減することができる。
【０１７３】
また、白色発光素子から発せられる光のうち、その出射角によっては画素電極や対向電極の内部を繰り返し反射してしまい、隣接する画素に光が漏れてしまうことがあった。また、複数の画素がマトリクス状に配置された表示領域において、黒を表示する画素では、画素電極や対向電極による映り込みが発生してしまうことがあった。そこで、このような映り込みを防止することを目的に、光学フィルムを貼り付けることがあるが、そうするとコストが高くなってしまっていた。
【０１７４】
しかしながら、上記の構成によると、土手として機能する隔壁層３２は、遮光性を有する材料により形成する。隔壁層３２が遮光性を有していれば、当該隔壁層３２が不要な光を吸収するために、画素間の輪郭が明瞭なものとなり、高精細な画像を表示することができる。また、遮光性を含む絶縁膜の配置により、入射光の反射が低減され、映り込みを防止することができるため、偏光板などの光学フィルムが不要となり、小型化、薄型化、軽量化を実現することができる。
【０１７５】
また、白色発光素子１３の電界発光層には、一重項励起発光材料の他、金属錯体などを含む三重項励起発光材料を用いても良い。三重項励起発光材料の一例としては、金属錯体をドーパントとして用いたものがあり、第三遷移系列元素である白金を中心金属とする金属錯体、イリジウムを中心金属とする金属錯体などが知られている。三重項励起発光材料としては、これらの化合物に限られることはなく、上記構造を有し、且つ中心金属に周期表の８〜１０属に属する元素を有する化合物を用いることも可能である。
【０１７６】
また、白色発光を得るために、青色用の電界発光層を含め、２層或いは３層の発光層を設けることで、白色発光するような発光素子を構成すればよく、また、正孔注入輸送層、正孔輸送層、電子注入輸送層、電子輸送層、発光層、電子ブロック層、正孔ブロック層などの機能性の各層を適宜積層することで白色発光素子を形成することができる。また、これらの各層を合わせた混合層又は混合接合を形成しても良い。本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態８）
【０１７７】
本発明は、白色発光素子とモニター用発光素子を有し、白色発光素子のデューティ比は４５〜８０％であり、モニター用の白色発光素子のデューティ比は４５％〜１００％である表示装置を提供する。
【０１７８】
このとき、白色発光素子のデューティ比とは、画素領域に設けられた全ての白色発光素子のデューティ比の平均値である。また、ここで、デューティ比とは、入力されるビデオ信号が全て白を表現する信号であったときであって、点灯期間と、書き込み期間などの非点灯期間と点灯期間の合計の期間との比を示したものである。
【０１７９】
また本発明は、一定期間当たりの白色発光素子の総電流量が、モニター用の白色発光素子の総電流量よりも少ない表示装置を提供する。
【０１８０】
このように、白色発光素子に対する負荷とモニター用の白色発光素子に対する負荷を変え、なお且つ、白色発光素子に流れる電荷量に基づいて輝度の劣化を考慮することにより、白色発光素子の電荷量と、モニター用の白色発光素子の電荷量とを対比して、白色発光素子の輝度が一定になるように補正をする定輝度駆動法を行うことができる。
【０１８１】
以下に、本発明に係る定輝度駆動（以下ＣＬ駆動と表記）の原理について説明する。ここで説明に用いる発光素子は、一対の電極間にＥＬを発現する有機材料を含む薄膜を介在させた構造を備えている。
【０１８２】
ＥＬを発現する有機材料を含む薄膜（以下「有機薄膜」とも表記）に流れる電流はトラップ電荷制限電流(Trap Charge Limited Current;TCLC)と呼ばれ、次式で表すことができる。
Ｊ＝Ｓ・Ｖn・・・（１）
ここで、Ｊは電流密度、Ｖは電圧、Ｓは発光素子の材料や構造で決まる値、ｎは２以上の数値である。
【０１８３】
式（１）を変形すると、次式が得られる。
ｌｏｇＪ＝ｎ・ｌｏｇＶ＋ｌｏｇＳ・・・（２）
式（２）は、対数目盛で表す電流・電圧特性において傾きｎの直線で示され、ｌｏｇＳの値が小さい程、その直線は高電圧側にシフトすることとなる。
【０１８４】
図２６は代表的な発光素子の電流密度対電圧特性を示すグラフである。素子の構造は陽極、ＤＮＴＰＤ、ＮＰＢ、Ａｌｑ：Ｃ６、Ａｌｑ、ＣａＦ2、Ａｌの積層構造である。同グラフ中には、初期特性、室温で１０００時間保持した後の特性、室温で１０００時間定電流駆動したときの特性を示している。
【０１８５】
図２６で示すように、発光素子を室温で１０００時間、定電流駆動することで電流密度対電圧特性は、初期特性に比べて高電圧側にシフトしている。また、電流を流さずに同じ時間室温で保持した場合にも、同様に高電圧側にシフトしていることが示されている。
【０１８６】
次に、実用的な輝度が得られる電流密度領域において、上記３種類の条件の電流密度対電圧特性を、式（２）に基づいて両対数グラフにプロットした結果を図２７に示す。図２７に示すグラフでは、１００〜１００００ｃｄ／ｍ2の輝度が得られる１〜１００ｍＡ／ｃｍ2の電流密度に対してプロットしている。図２７で示すグラフは、電流密度対電圧の特性が傾きｎの直線で示されている。
【０１８７】
このグラフより求めたｎとＳの変化を図２８に示す。図２８のグラフで示すように、式（２）に基づくｎとＳのパラメータは特徴的な変化を示している。このうち、Ｓは発光素子を室温で保存した状態では変化せず、電流を流すことにより大幅に減少している。これに対し、ｎは発光素子に電流を流した場合のみでなく、室温で同じ時間保持した場合でも同様に低下している。その減少率は、発光素子に電流を流したときと、流さなかった場合でほぼ同じである。すなわち、ｎは電流を流すか流さないかにかかわらず、ほぼ時間経過のみで低下していくパラメータと考えられる。
【０１８８】
この結果より、ｎは時間の関数として式（３）で表すことができる。
ｎ＝ｆ（ｔ）・・・（３）
ｎはダイオード特性の急峻さを表すものであることから、発光素子のダイオード特性は、電流を流す、流さないにかかわらず、時間の経過と共に変化する（ｎの値が小さくなり、傾きが小さくなる）ことを示している。
【０１８９】
一方、Ｓは室温で保存するだけではほとんど変化せず、電流を流すことにより変化するパラメータである。Ｓが時間に依存せず、電流を流すことにより変化するということは、総電荷量Ｑ（電流×時間）の関数で表すことができ、次式を導くことができる。
Ｓ＝ｇ（Ｑ）・・・（４）
なお、Ｓは発光素子に電流を流すことで減少していくことから、ｇ（Ｑ）は単調減少の関数と考えられる。Ｓはダイオード特性のしきい値と考えることが出来るので、発光素子のダイオード特性のしきい値は、電流を流すことで高電圧側にシフトすると説明できる。
【０１９０】
式（１）（３）（４）より、モニター用発光素子の電流密度対電圧特性、及び表示用発光素子の電流密度対電圧特性は次式で表すことができる。
Ｊｏ＝ｇ（Ｑｍ）・Ｖf(t)・・・（５）
Ｊｐ＝ｇ（Ｑｐ）・Ｖf(t)・・・（６）
ここで、Ｊｏはモニター用発光素子の電流密度（一定）、Ｊｐは画素の電流密度、Ｑｍはモニター用発光素子に流れた総電荷量、Ｑｐは画素に流れた総電荷量、Ｖは電圧、ｔは時間である。
【０１９１】
式（５）（６）から、画素に流れる電流密度Ｊｐは次式で表すことができる。
Ｊｐ＝Ｊｏ・ｇ（Ｑｐ）／ｇ（Ｑｍ）・・・（７）
ここで、ｇ（Ｑ）は単調減少の関数なので、モニター用発光素子と表示用の発光素子の電流を変えることにより、ＪｏとＪｐは異なる値をとる。例えば、表示用の発光素子よりもモニター用発光素子の方により多くの電流を流せば（つまりＱｍ＞Ｑｐ）、常にＪｐはＪｏよりも大きくなる。
【０１９２】
表示用発光素子の輝度を一定に保つＣＬ駆動を理想的に行うには、以下のことを考慮する必要がある。まず、画素の輝度をＬ、電流効率をηとすると、次式が与えられる。
Ｌ＝η・Ｊｐ・・・（８）
また、初期輝度をＬｏ、初期の電流密度をＪｏとすると、電流効率ηは、
η＝（Ｌｏ／Ｊｏ）・ｅｘｐ｛−（ｋ・ｔ）β｝・・・（９）
という劣化曲線となる。ここで、ｋは速度定数、βは初期劣化を表すパラメータである。
【０１９３】
従って、式（８）（９）より式（１０）が得られる。
Ｌ＝Ｊｐ・（Ｌｏ／Ｊｏ）・ｅｘｐ｛−（ｋ・ｔ）β｝・・・（１０）
ここで、輝度を一定にするためには、Ｌ＝Ｌｏ（一定）とならなければいけないため、式（１０）にＬ＝Ｌｏを代入することにより、次の式（１１）が得られる。
Ｊｐ＝Ｊｏ・ｅｘｐ｛（ｋ・ｔ）β｝・・・（１１）
【０１９４】
つまり、Ｊｐを式（１１）に従って上昇させることにより、ＣＬ駆動をすることができる。結局、式（７）（１１）から、
ｇ（Ｑｐ）／ｇ（Ｑｍ）＝ｅｘｐ｛（ｋ・ｔ）β｝・・・（１２）
が得られるため、「ｇ（Ｑｐ）／ｇ（Ｑｍ）」がｅｘｐ｛（ｋ・ｔ）β｝に近くなるようにＱｐとＱｍを制御することで、ＣＬ駆動をすることができる。
【０１９５】
以上のように、発光素子に流れる電荷量に基づいて輝度の劣化を考慮することにより、表示用発光素子の電荷量と、モニター用発光素子に流れる電荷量を対比して、表示用発光素子の輝度が一定となるように補正をするＣＬ駆動を行うことができる。
【実施例１】
【０１９６】
本実施例では、本発明の表示装置を室温で動作させたときの試験結果について、図１１を参照して説明する。図１１（Ａ）は発光素子の電流値の時間変動特性（２６０時間）を示し、図１１（Ｂ）は発光素子の輝度の時間変動特性（２６０時間）を示す。図１１（Ａ）（Ｂ）の両グラフにおいて、サンプルＡは本発明の補償機能を含むパネル、サンプルＢとサンプルＣは補償機能を含まないパネルである。サンプルＡ、Ｂは定電圧駆動、サンプルＣは定電流駆動を行うパネルである。
【０１９７】
図１１（Ａ）（Ｂ）の両グラフにおいて、横軸は時間（ｈｏｕｒ）であり、図１１（Ａ）の縦軸は実際の電流値を規格化した値（％）であり、図１１（Ｂ）の縦軸は実際の輝度を規格化した値（％）である。
【０１９８】
なお、全てのサンプルにおいて、モニター用発光素子のＤｕｔｙ比は１００％であり、発光素子のＤｕｔｙ比は約６４％であった。また、モニター用発光素子と発光素子の総電流量は同じであるが、モニター用発光素子の瞬間的な電流値と、発光素子の瞬間的な電流値は異なっていた。
【０１９９】
図１１（Ａ）から、サンプルＡは時間の経過に伴い電流値が増加傾向であることが分かる。サンプルＢは電流値の変動が激しく、時間の経過に伴い電流値が減少傾向であることが分かる。サンプルＣは電流値の変動が少なく、時間が経過しても、電流値の値はほぼ一定であることが分かる。
【０２００】
サンプルＡにおいて、時間の経過に伴い電流値が増加傾向にあるのは、モニター用発光素子のＤｕｔｙ比が１００％である一方、発光素子のＤｕｔｙ比が６４％であるためであり、発光素子よりもモニター用発光素子の方が経時変化の進行具合が早いことによる。
【０２０１】
また、図１１（Ｂ）から、サンプルＡは時間が経過しても、輝度の変化が小さく、ほぼ一定の輝度を保っていることが分かる。サンプルＢは輝度の変動が激しく、時間の経過に伴い輝度は減少傾向であることが分かる。サンプルＣは輝度の変動が少ないものの、サンプルＢと同様に、時間の経過に伴い輝度は減少傾向であることが分かる。
【０２０２】
図１１（Ａ）（Ｂ）に示す結果から、本発明を適用したサンプルＡは、その電流値が増加傾向にあるものの、その輝度は一定であることが分かる。これは、電流値が増加傾向にあるものの、電流値の＋Δの増加分だけ、経時変化が早く進むことに起因する。つまり、補償機能による電流値の＋Δの増加分と、経時変化の進行による電流値の減少分とが丁度キャンセルされることにより、本発明を適用したサンプルＡはほぼ一定の輝度を保つことができる。
【０２０３】
上記の動作をふまえると、本発明の補償機能を有する表示装置は、一定の輝度を保つことができるため、定輝度表示装置と呼ぶことができる。
【０２０４】
また、本発明のような補償機能を有する表示装置の駆動方法は、定輝度駆動方法（コンスタントブライトネス法、コンスタントルミネッセンス法、ブライトネスコントロール法、コントロールブライトネス法、ブライトコントロール法）と呼ぶことができる。この駆動方法は、上述の通り、補償機能による電流値の増加分と、経時変化による電流値の減少分とを予め求めておき、それらが丁度キャンセルされるような電圧条件で発光素子を駆動する駆動方法である。
【０２０５】
次に、以下に、定輝度駆動方法を行うための電圧上昇率について説明する。
【０２０６】
まず、初期輝度Ｌ0、電流密度Ｊ0で定電流駆動を行った時、電流効率η（ｔ）は時間と共に低下していくが、この電流効率η（ｔ）は、以下のような時間ｔの関数で表される。
η（ｔ）＝Ｌ0／Ｊ0×ｆ（ｔ）・・・（１）
【０２０７】
ここで、ｆ（ｔ）は、以下のような指数関数で表せることが知られている。
ｆ（ｔ）＝ｅｘｐ｛−（ｔ／α）β｝・・・（２）
なお、αは中・長期的な劣化を表すパラメータであり、βは初期劣化を表すパラメータであり、実験的に求めることができる。
【０２０８】
一方、もし電流密度Ｊが時間ｔによって変化する（すなわちＪ＝Ｊ（ｔ））場合、輝度Ｌは以下の式で表すことができる。
Ｌ＝η（ｔ）×Ｊ（ｔ）・・・（３）
【０２０９】
したがって、もし「定輝度駆動」を行おうとした場合、式（３）でＬ＝Ｌ0（＝一定）とすることにより、下記式（４）が成り立たなければならない。
Ｌ0＝η（ｔ）×Ｊ（ｔ）・・・（４）
【０２１０】
式（４）を式（１）に代入することにより、以下の式を導くことができる。
Ｊ（ｔ）＝Ｊ0／ｆ（ｔ）・・・（５）
【０２１１】
式（５）は現象的には、「輝度を一定に保つためには、電流効率が低下していくことを考慮し、徐々に電流密度をＪ0よりも上げていかなければならない」ことを表している。なぜならば、（２）式より、ｆ（ｔ）は単調減少の関数だからである。
【０２１２】
ところで、一般に、電流密度は電圧のべき乗（ｘ乗）に比例するため、
Ｊ（ｔ）＝Ｃ×Ｖx（ｔ）・・・（６）
である。ｘは素子で決まるべき乗であり、Ｃは定数である。
【０２１３】
したがって、式（６）を式（５）に代入し、式（２）を考慮すると、以下の式が成り立つ。
Ｖ（ｔ）＝Ｃｏｎｓｔ．×［ｅｘｐ（ｔ／α）β］1/x・・・（７）
【０２１４】
式（７）が、「定輝度駆動するためには電圧がどのように変化すればよいか」を表す式である。Ｃｏｎｓｔ．は初期の電流密度Ｊ0およびｘによって決まる定数（Ｃｏｎｓｔ．＝（Ｊ0／Ｃ）1/x）である。この電圧上昇を考慮することにより、定輝度駆動が可能となる。
【実施例２】
【０２１５】
本発明は、定電流駆動を行う表示装置にも適用することができる。
【０２１６】
本実施例では、複数のモニター用発光素子を用いて経時変化の度合いを検出する場合であって、この検出結果を基に、ビデオ信号又は電源電位を補正することで、発光素子の経時変化を補償する場合について、図１９を参照して説明する。
【０２１７】
本実施例は、複数の（少なくとも２つの）モニター用発光素子を用いて行うものであり、ここでは２つのモニター用発光素子１００１、１００２を設ける。１つのモニター用発光素子１００１には定電流源１００３から一定の電流が供給され、もう１つのモニター用発光素子１００２には定電流源１００４から一定の電流が供給される。
【０２１８】
定電流源１００３から供給される電流値と、定電流源１００４から供給される電流値を変えることで、モニター用発光素子１００１、１００２に流れる総電流量は異なるものとなる。そうすると、モニター用発光素子１００１、１００２の間には経時変化の違いが生じる。
【０２１９】
モニター用発光素子１００１、１００２は演算回路１００５に接続しており、当該演算回路１００５では、モニター用発光素子１００１の一方の電極の電位と、モニター用発光素子１００２の一方の電極の電位の差（電圧値）を算出する。
【０２２０】
演算回路１００５で算出された電圧値は、ビデオ信号発生回路１００６に供給される。ビデオ信号発生回路１００６では、演算回路１００５から供給される電圧値を基に、各画素に供給するビデオ信号を補正する。上記構成により、発光素子の経時変化を補償することができる。
【０２２１】
また、図６（Ｂ）に示す画素のように、トランジスタ９２のゲート電極を、電位が固定の電源線Ｖａｘに接続させることで、トランジスタ９２を飽和領域で動作させて、発光素子１３の点灯と非点灯をビデオ信号で行うような場合は、ビデオ信号の補正は行わず、演算回路１００５から供給される電圧値を基に、電源線Ｖａｘの電位を変えればよい。
【０２２２】
電源線Ｖａｘは、電源回路１００７に接続されている。電源回路１００７は、演算回路１００５から供給される電圧値に基づき、電源線Ｖａｘの電位を補正する。
【０２２３】
上記構成を有する本実施例の表示装置は、経時変化に即した補償を行うことができる。
【０２２４】
なお、モニター用発光素子１００１と演算回路１００５の間と、モニター用発光素子１００２と演算回路１００５の間には、バッファアンプなどの電位の変動を防止する回路を設けるとよい。
【０２２５】
なお、定電流駆動を行う構成を有する画素としては、例えば、カレントミラー回路を用いた図２０（Ａ）に示す画素や、別の方式を用いた図２０（Ｂ）に示す画素などがある。
【０２２６】
カレントミラー回路を用いた画素は、トランジスタ１０１１〜１０１４、容量素子１０１５及び発光素子１０１６を有する（図２０（Ａ）参照）。カレントミラー回路は、トランジスタ１０１３とトランジスタ１０１４で構成される。発光素子１０１６に流れる電流値は、トランジスタ１０１４のソースとドレイン間に流れる電流値と同じであり、また、トランジスタ１０１３とトランジスタ１０１４のソースとドレイン間に流れる電流は、容量素子１０１５に保持された電荷に基づくものである。また、別の画素は、トランジスタ１０２１〜１０２４、容量素子１０２５及び発光素子１０２６を有する（図２０（Ｂ）参照）。
【実施例３】
【０２２７】
本発明が適用されるパッシブマトリクス型の表示装置について図２１を参照して説明する。パッシブマトリクス型の表示装置は、基板上に形成された画素部５０１、該画素部５０１の周辺に配置されたカラム信号線駆動回路５０２、ロウ信号線駆動回路５０３、カラム信号線駆動回路５０２とロウ信号線駆動回路５０３を制御するコントローラ５４０を有する。画素部５０１は、列方向に配置されたｘ本のカラム信号線Ｃ1〜Ｃx、及び行方向に配置されたｙ本のロウ信号線Ｌ1〜Ｌy、並びにマトリクス状に配置された複数の発光素子を有する（ｘ、ｙは自然数）。カラム信号線駆動回路５０２及びロウ信号線駆動回路５０３は、ＬＳＩチップにより構成され、ＦＰＣによって基板上に形成された画素部５０１と接続される。また、画素部５０１が形成された基板上には、モニター用回路５４１が設けられる。
【０２２８】
以下に、パッシブマトリクス型の表示装置の動作について簡単に説明する。まず１行目のロウ信号線Ｌ1が選択される。より詳しくは、ロウ信号線Ｌ1が、スイッチ５１２を介して接地電位に接続される。次いで、カラム信号線駆動回路５０２のスイッチ５０８〜５１１が導通状態になると、定電流源５０４〜５０７から供給される電流が１行目に配置された発光素子５２４〜５２７に供給される。階調は、定電流源５０４〜５０７から供給される電流量と発光素子５２４〜５２７に電流が供給された時間の長さにより表現される。そしてスイッチ５０８〜５１１が非導通状態になり、なおかつ、ロウ信号線Ｌ1が、スイッチ５１２を介して、ＶCCに接続されると、１行目の発光素子５２４〜５２７には逆バイアスが印加される。このような動作を１行目から最終行目まで繰り返す。
【０２２９】
図１６にはカラム信号線駆動回路５０２の構成例を示す。定電圧源６０１は一定の電圧を発生させる機能を有し、公知のバンドギャップレギュレータ等の温度係数の小さな定電圧源が用いられる。定電圧源６０１から発生した電圧は、オペアンプ６０２、トランジスタ６０３及び抵抗６０４により、温度係数が小さな定電流に変換される。そして変換された電流は、トランジスタ６０５〜６０９及び抵抗６１４〜６１８により構成されるカレントミラー回路で反転且つ複数に複写され、スイッチ６１０〜６１３を介してカラム信号線Ｃ1〜Ｃxに供給される。
【０２３０】
本実施例の表示装置では、モニター用回路５４１を用いて、カラム信号線駆動回路５０２に入力される画像データ、又は定電圧源６０１から発生される電圧を、温度変化及び経時変化に応じて補正することで、温度変化及び経時変化の両者に起因する影響を防止する。
【図面の簡単な説明】
【０２３１】
【図１】本発明の表示装置の構成を説明する図。
【図２】本発明の表示装置の構成を説明する図。
【図３】本発明の表示装置のレイアウトを説明する図。
【図４】本発明の表示装置の構成を説明する図。
【図５】本発明の表示装置の動作を説明するためのタイミングチャートを示す図。
【図６】本発明の表示装置の構成を説明する図。
【図７】本発明の表示装置の一形態であるパネルを説明する図。
【図８】本発明の表示装置の一形態であるパネルを説明する図。
【図９】本発明の表示装置を用いた電子機器に一例を説明する図。
【図１０】発光素子の温度特性と経時特性を示すグラフ。
【図１１】発光素子の電流値の時間変動特性と発光素子の輝度の時間変動特性を示すグラフ。
【図１２】本発明の表示装置の構成を説明する図。
【図１３】本発明の表示装置の構成を説明する図。
【図１４】本発明の表示装置の構成を説明する図。
【図１５】本発明の表示装置の構成を説明する図。
【図１６】本発明の表示装置の構成を説明する図。
【図１７】本発明の表示装置の構成を説明する図。
【図１８】本発明の表示装置の一形態であるパネルを説明する図。
【図１９】本発明の表示装置の構成を説明する図。
【図２０】本発明の表示装置の構成を説明する図。
【図２１】本発明の表示装置の構成を説明する図。
【図２２】本発明の表示装置の構成を説明する図。
【図２３】本発明の表示装置の構成を説明する図。
【図２４】本発明の表示装置の構成を説明する図。
【図２５】本発明の表示装置の構成を説明する図。
【図２６】発光素子の電流密度対電圧特性を示すグラフ
【図２７】発光素子の電流密度対電圧特性を示すグラフ
【図２８】ｎとＳの変化を示すグラフ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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